KR20170010545A

KR20170010545A - 디스크 브레이크

Info

Publication number: KR20170010545A
Application number: KR1020150102311A
Authority: KR
Inventors: 홍선기
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2015-07-20
Filing date: 2015-07-20
Publication date: 2017-02-01

Abstract

디스크 브레이크가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 디스크 브레이크는 한 쌍의 패드 플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어와, 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 패드 플레이트를 가압하기 위한 피스톤이 진퇴 가능하게 설치되는 중공 실린더를 갖는 캘리퍼 하우징을 포함하는 디스크 브레이크에 있어서, 피스톤 내부에 설치되는 어져스터; 어져스터와 나사 결합되는 푸시로드; 실린더 내부에서 푸시로드의 후방부에 마련되어 푸시로드의 회전을 방지하면서 푸시로드를 피스톤 측으로 가압하는 액츄에이터; 액츄에이터를 구동시키기 위해 캘리퍼 하우징 외부에 마련되며 주차케이블과 연동하는 작동레버; 액츄에어터와 작동레버 사이에 마련되어 푸시로드를 가압하는 방향으로만 힘을 전달하는 원웨이동력전달부재; 및 캘리퍼 하우징과 작동레버 사이에 개재되는 리턴스프링;을 포함하여, 액츄에이터는 푸시로드를 가압하는 방향으로는 작동레버로부터 힘을 전달받고, 푸시로드의 가압을 해제하는 방향으로는 원웨이동력전달부재에 의해 리턴스프링으로부터 힘을 전달받을 수 있다.

Description

디스크 브레이크{Disc Brake}

본 발명은 디스크 브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주차 브레이크의 동작 종료 후 안정적으로 액츄에이터를 정상 위치로 복원시킬 수 있는 디스크 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로, 디스크 브레이크는 차량에서 바퀴와 함께 회전하는 디스크의 양면에 마찰패드를 강제 압착시켜 디스크의 회전이 멈추도록 함으로써 차량을 제동하는 장치이다. 이러한 디스크 브레이크에는 주차 시 차량을 정지 상태로 유지시킬 수 있는 주차 브레이크가 함께 마련되어 사용되고 있다.

디스크 타입의 주차 브레이크는 차량의 바퀴(휠)과 함께 회전하는 디스크의 양측에 배치되어 디스크를 압착하여 제동력을 발생시키기 위한 한 쌍의 패드 플레이트와, 한 쌍의 패드 플레이트를 지지하는 캐리어와, 한 쌍의 패드 플레이트를 가압하기 위하여 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되며 유압에 의해 이동하는 피스톤을 갖는 캘리퍼 하우징과, 피스톤을 기구적으로 작동시키기 위한 액츄에이터를 구비한다.

액츄에이터는 캘리퍼 하우징 외부에서 주차 케이블과 연결되며, 주차 케이블은 운전자가 직접 조작하는 작동레버나 전동장치에 의해 수동 또는 자동으로 동작하여 피스톤을 디스크 쪽으로 가압한다.

또한, 액츄에이터는 통상 주차 케이블의 작동에 의해 회전하는 캠과, 캠과 피스톤 사이에 설치되는 스트러트를 이용한 소위, 캠-스트러트(cam-strut) 방식과, 캘리퍼 하우징의 내부에 고정 설치되는 고정 램프 플레이트와, 주차 케이블의 작동에 의해 회전하는 회전 램프 플레이트와, 고정 램프 플레이트와 회전 램프 플레이트 사이에 설치되는 볼과, 회전 램프 플레이트와 인접하여 피스톤을 밀어주는 푸시로드 및 푸시로드를 원위치로 복귀시키는 스프링을 포함하는 소위, 볼 인 램프(ball in ramp; BIR) 방식이 있다.

이 중에서 볼 인 램프 방식은 통상적으로 BIR 캘리퍼 타입이라고 하며, BIR 캘리퍼 타입의 디스크 브레이크는 공개특허 제10-2011-0029267호에 개시되어 있다.

공개특허공보 제10-2011-0029267호(2011. 03. 23) 상기 문헌에 따르면, BIR 방식의 디스크 브레이크는 외력에 의해 액츄에이터의 회전 램프 플레이트가 회전함과 동시에 전지하면서 푸시로드를 밀고, 푸시로드는 피스톤을 밀어 디스크 패드를 디스크에 밀착시킨다. 이러한 BIR 방식의 디스크 브레이크는 안정적인 동작을 위해서 액츄에이터가 동작 후 원위치로 복귀하는 것이 매우 중요하다. 액츄에이터가 정상 복귀되지 않으면 마찰패드가 디스크로부터 충분히 이격되지 않아 마찰패드가 마모되는 드레그(drag) 현상 및 이로 인한 차량의 좌우 제동 성능에 편차가 발생할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 디스크 브레이크는 액츄에이터의 정상 위치 복귀를 안정화할 수 있는 디스크 브레이크를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 디스크 브레이크는 한 쌍의 패드 플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어와, 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 패드 플레이트를 가압하기 위한 피스톤이 진퇴 가능하게 설치되는 중공 실린더를 갖는 캘리퍼 하우징을 포함하는 디스크 브레이크에 있어서, 피스톤 내부에 설치되는 어져스터; 어져스터와 나사 결합되는 푸시로드; 실린더 내부에서 푸시로드의 후방부에 마련되어 푸시로드의 회전을 방지하면서 푸시로드를 피스톤 측으로 가압하는 액츄에이터; 액츄에이터를 구동시키기 위해 캘리퍼 하우징 외부에 마련되며 주차케이블과 연동하는 작동레버; 액츄에어터와 작동레버 사이에 마련되어 푸시로드를 가압하는 방향으로만 힘을 전달하는 원웨이동력전달부재; 및 캘리퍼 하우징과 작동레버 사이에 개재되는 리턴스프링;을 포함하여, 액츄에이터는 푸시로드를 가압하는 방향으로는 작동레버로부터 힘을 전달받고, 푸시로드의 가압을 해제하는 방향으로는 원웨이동력전달부재에 의해 리턴스프링으로부터 힘을 전달받는 디스크 브레이크가 제공될 수 있다.

또한, 상기 액츄에이터는 상기 푸시로드의 회전을 방지하며 상기 작동레버에 연결되어 상기 푸시로드를 피스톤 쪽으로 가압하는 램프유닛; 양단이 상기 실린더에 고정되며 실린더의 내주면과 상기 푸시로드 사이에서 소정의 수용 공간을 형성하는 스프링 케이지; 상기 스프링 케이지의 수용공간에 직렬로 마련되어 상기 푸시로드에 탄성력을 제공하는 제1 및 제2 탄성부재; 및 상기 램프유닛에 의해 지지되며 상기 제1 및 제2 탄성부재 사이에 개재되는 지지플레이트;를 포함하며, 상기 지지플레이트와 푸시로드 사이에는 유격(G)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 유격이 형성된 지지플레이트와 푸시로드 사이에는 상기 제1 탄성부재가 마련되고, 상기 리턴스프링의 탄성력은 상기 제1 탄성부재의 탄성력보다 작을 수 있다.

또한, 상기 램프유닛은 전방부가 개방된 원통형상을 갖추고 상기 실린더에 고정 설치되는 고정 램프 플레이트; 상기 고정 램프 플레이트 내에 마련되며 상기 고정 램프 플레이트의 후방부와 실린더의 후방부를 관통하여 작동레버의 회전력을 전달받아 회전하는 회전 램프 플레이트; 및 상기 고정 램프 플레이트와 회전 램프 플레이트 사이에 개재되어 상기 회전 램프 플레이트의 회전 시 상기 회전 램프 플레이트를 전진시키는 복수의 볼;을 구비할 수 있다.

또한, 상기 원웨이동력전달부재는 상기 회전 램프 플레이트의 축부에 마련되는 축돌기와, 상기 작동레버에 호 형상으로 개구 마련되며 상기 축돌기가 선택적으로 걸리는 축슬릿을 포함하여, 상기 작동레버가 푸시로드를 가압하는 방향으로 회전하면 상기 축돌기가 축슬릿의 일단부에 걸려 회전력을 전달하고, 푸시로드 가압 해제 방향으로 회전하면 상기 축돌기가 축슬릿에 걸리지 않도록 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 디스크 브레이크는 일방향으로만 힘을 전달하도록 액츄에이터의 램프유닛과 체결되는 작동레버와, 캘리퍼하우징과 작동레버 사이에 마련되는 리턴스프링을 포함하여 제동 동작을 위한 일방향 회전 시에는 작동레버에 가해진 힘을 램프유닛에 전달하고, 제동 해제 동작을 위한 타방향 회전 시에는 작동레버에 가해진 힘은 램프유닛에 전달하지 않고 리턴스프링의 힘만 램프유닛에 전달하여 램프유닛의 불필요한 과회전에 의한 액츄에이터의 정위치 복귀 이탈을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스크 브레이크를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스크 브레이크의 내부 일부를 분해 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스크 브레이크의 내부 일부를 확대 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스크 브레이크의 배면을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스크 브레이크의 램프유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스크 브레이크를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 일부 확대도이며, 도 3은 도 1의 디스크 브레이크에 구비되는 액츄에이터를 나타내는 부분 발췌 사시도이다.

도면들을 참조하면, 디스크 브레이크(100)는 제동유압에 의해 진퇴 운동하는 피스톤(123)이 설치된 캘리퍼 하우징(120)과, 차체에 고정되며 캘리퍼 하우징(120)이 슬라이딩 가능하게 결합되는 캐리어(110)와, 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(D)를 가압하기 위해 일정 간격 이격된 상태에서 디스크(D)를 향해 슬라이딩하도록 캐리어(110)에 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 푸시로드(140)와, 푸시로드(140)의 회전을 방지하도록 푸시로드(140)를 지지하며 캘리퍼 하우징(120)의 실린더(122)에 설치되는 램프유닛(150)과, 실린더(122)의 내측면과 푸시로드(140) 사이에서 소정의 수용공간을 형성하는 스프링 케이지(160)와, 스프링 케이지(160)에 마련된 제1 탄성부재(171) 및 제2 탄성부재(172)와, 램프유닛(150)에 지지되며 제1 탄성부재(171)와 제2 탄성부재(172) 사이에 개재되는 지지플레이트(180)를 구비한다. 본 실시 예에서 BIR 액츄에이터는 램프유닛(150)과, 스프링 케이지(160)와, 제1, 2 탄성부재(171, 172)와, 지지플레이트(180)를 포함할 수 있다.

캐리어(110)는 차체의 너클에 마운팅볼트(미도시)를 통해 고정되며, 양단부에는 가이드로드(미도시)를 통해 캘리퍼 하우징(120)이 슬라이딩 가능하게 체결된다. 또한, 캐리어(110)의 중심부에는 한 쌍의 패드 플레이트(111,112)가 일정간격 이격되어 서로 마주보는 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착된다.

한 쌍의 패드 플레이트(111,112)는 피스톤(123)과 접하도록 배치되며 마찰패드(113)가 부착된 내측 패드 플레이트(111)와, 캘리퍼 하우징(120)의 핑거부(121)과 접하도록 배치되며 마찰패드(114)가 부착된 외측 패드 플레이트(112)로 구별된다. 디스크(D)는 자동차의 휠(미도시)과 함께 회전하는 원판 형상으로 이루어져 있으며, 한 쌍의 패드 플레이트(111,112)는 이 회전하는 디스크(D)를 사이에 두도록 대향 배치된다.

캘리퍼 하우징(120)은 외측 패드 플레이트(112)를 작동시키기 위한 핑거부(121)와, 제동유압에 의해 디스크를 향해 피스톤(123)이 슬라이딩 진퇴 가능하도록 설치된 실린더(122)를 포함한다. 캘리퍼 하우징(120)의 일단부에는 실린더(122)로 제동유압을 공급하기 위한 유압덕트(미도시)가 형성되어 있다.

핑거부(121)는 외측 패드 플레이트(112)를 외측에서 감싸도록 캘리퍼 하우징(120)의 전방부로부터 굽어지게 성형된다. 제동 작용 시 피스톤(123)의 이동에 따른 반력에 의해 캘리퍼 하우징(120)이 캐리어(110)로부터 우측으로 슬라이딩 이동하면, 외측 패드 플레이트(112)는 핑거부(121)에 의해 디스크(D) 측으로 밀리며, 이로 인해 결과적으로 내외측 패드 플레이트(111,112)는 디스크(D)를 양방향에서 가압할 수 있다.

실린더(122)는 마스터실린더(미도시)에서 형성된 제동유압이 피스톤에 전달되도록 캘리퍼 하우징(120)의 후방에 중공 형태로 마련되며, 이 중공에 피스톤(123)이 진퇴운동 가능하게 설치된다. 이러한 실린더(122)에는 피스톤(123)과 함께 후술할 푸시로드(140)와 램프유닛(150)이 설치된다.

피스톤(123)은 일측이 개방된 컵(cup) 형상으로 마련되어 폐쇄된 외측은 내특 패드 플레이트(111)과 면 접촉하며, 개방된 내측은 중심부에 어져스터(130)가 삽입 설치된다.

어져스터(130)는 피스톤(123) 내부에 설치되며 피스톤(123)의 내면과 접촉하는 헤드부(133) 및 헤드부(133)로부터 소직경의 원통 형태로 연장되며 외주면에 나사산이 형성된 로드(134)를 포함한다. 헤드부(133)는 전술한 바와 같이 피스톤(123)의 개방된 부분을 통해 삽입되어 피스톤의 내측면에 접촉 마련될 수 있다.

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 방지하는 한편, 나아가 두 부재 사이의 간격을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 이를 위해, 어져스터는 피스톤(123)의 내측면과 헤드부(133)의 후방벽에 각각 설치되는 와셔(128,138)와, 와셔들(128,138) 사이에 마련되는 와셔 스프링(139)을 포함할 수 있다.

즉, 어져스터(130)는 피스톤(123)의 내측면과 헤드부(133) 사이에 설치되는 와셔 스프링(139)의 탄성력에 의해 피스톤(123)과 접촉된 상태로 마련된다. 그 결과 와셔 스프링(139)이 어져스터(130)를 피스톤(123) 선단부 쪽으로 항상 가압함으로써 패드 플레이트(111,112)의 마찰패드(113,114)가 디스크(D)와의 마찰에 의해 마모되어 피스톤(123)의 위치가 내측 패드 플레이트(111) 쪽으로 이동되더라도 어져스터(130)와 피스톤(123)은 항상 접한 상태를 유지할 수 있다.

어져스터(130)의 후방 즉, 로드(134)에는 실린더(122) 내에 설치된 푸시로드(140)가 나사 결합된다. 제동유압에 의해 피스톤(123)이 전진하면 피스톤(123)과 결합된 어져스터(130)가 함께 전진하게 되며, 이때 어져스터(130)와 나사 결합된 푸시로드(140)도 함께 전진하며, 이에 따라 어져스터(130)와 푸시로드(140)는 나사결합된 나사산들의 간격이 감소하게 된다. 즉, 일반적으로 어져스터(130)와 푸시로드(140)의 나사산 사이의 간격이 존재하지만, 어져스터(130)가 피스톤(123)의 전진방향(좌측)으로 가압된 상태이기 때문에 나사산들 사이의 간격을 감소시킴으로써 어져스터(130)와 푸시로드(140)의 움직임이 동시에 일어나게 된다.

푸시로드(140)는 어져스터(130)와 나사결합되도록 중심부가 빈 중공형으로 이루어지고 내주면에 나사산이 형성된 중공로드와, 중공로드의 후방에 실린더(122)의 내주면 쪽으로 확장된 플랜지부(142)를 포함한다. 이러한 푸시로드(140)는 램프유닛(150)에 지지되는 한편 램프유닛(150)에 의해 회전이 방지된다. 푸시로드(140)의 회전 방지 구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

푸시로드(140)가 회전이 방지된 상태로 어져스터(130)와 나사 결합됨에 따라 어져스터(130)는 푸시로드(140)의 길이방향으로 이동될 수 있다. 즉, 마찰패드(113,114)가 마모되어 피스톤(123)이 전방으로 이동하면, 어져스터(130)는 와셔 스프링(139)에 의해 피스톤(123)과 밀착되려는 성질에 의하여 푸시로드(140)에 대해 회전하면서 피스톤(123)의 이동 거리만큼 전방으로 이동하여 피스톤(123)과 밀착된 상태를 유지한다. 이에 따라 디스크(D)과, 피스톤(123)에 의해 가압되는 패드 플레이트(111,112) 사이의 간격은 일정하게 유지될 수 있다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이 푸시로드(140)의 플랜지부(142)는 그 외주면에 외측방향으로 돌출된 복수의 결합돌기(144)를 구비한다. 이 결합돌기(144)가 램프유닛(150)의 고정 램프 플레이트(151)에 형성된 결합홈(154)에 끼워짐에 따라 푸시로드(140)는 회전이 방지되도록 램프유닛(150)에 결합된다.

램프유닛(150)은 실린더(122)에 고정 설치되는 고정 램프 플레이트(151)와, 주차 케이블(미도시)과 연결된 작동레버(157)의 회전력을 전달받아 회전하는 회전 램프 플레이트(156), 및 고정 램프 플레이트(151)와 회전 램프 플레이트(156) 사이에 개재되는 복수의 볼(158)을 구비한다.

고정 램프 플레이트(151)는 전방부가 개방된 원통형상으로 이루어진다. 이러한 고정 램프 플레이트(151) 내에는 푸시로드(140)의 플랜지부(142)가 위치하며, 전술한 바와 같이 플랜지부(142)의 결합돌기(144)가 끼워지도록 결합홈(154)이 형성된다.

또한, 고정 램프 플레이트(151)의 개방된 전방측 선단면에는 내측으로 요입되어 형성된 안착홈(152)이 마련되며, 이 안착홈(152)에는 후술할 지지플레이트(180)가 설치된다. 결합홈(154)은 안착홈(152)의 두께방향 일부에 홈 형태로 마련된다.

고정 램프 플레이트(151)는 실린더(122) 내에 회전이 방지되도록 설치된다. 도시된 바에 따르면, 고정 램프 플레이트(151)의 후방부에는 외측으로 돌출된 회전방지 돌기(155)가 형성되고, 실린더(122) 내에는 이 회전방지 돌기(155)와 대응되는 위치에 회전방지 돌기(155)와 상응하는 회전방지 홈(125)이 형성된다. 회전방지 돌기(155)가 회전방지 홈(125)에 삽입됨에 따라 고정 램프 플레이트(151)는 회전이 방지되고, 이 고정 램프 플레이트(151)에 결합된 푸시로드(140) 또한 실린더(122)에 대해 회전이 방지된다(도 1 참조).

한편, 회전 램프 플레이트(156)는 도 2에 도시된 바와 같이 고정 램프 플레이트(151)와 실린더(122)의 후방부를 관통하여 캘리퍼 하우징(120)의 외측으로 돌출 마련되는 축부(156b)와, 고정 램프 플레이트(151) 내에 마련되며 축부(156b)의 단부로부터 반경방향으로 연장 형성된 가압부(156a)를 구비한다. 캘리퍼 하우징(120)의 외측으로 돌출된 축부(156b)에는 주차 케이블(미도시)이 연결된 작동레버(157)가 결합되고, 이 작동레버(157)를 통해 회전력을 전달받아 회전 램프 플레이트(156)가 회전한다.

고정 램프 플레이트(151)와 회전 램프 플레이트(156)의 마주보는 면에는 복수의 볼(158)이 개재되며, 상기 마주보는 면에는 복수의 볼(158)을 지지하는 가이드 홈(도 5의 159)이 형성된다. 가이드 홈은 중앙에서 양 끝단으로 두께방향을 따라 경사지도록 마련되어 회전 램프 플레이트(156)가 회전함에 따라 볼(158)이 경사진 홈을 따라 이동하면서 회전 램프 플레이트(156)를 고정 램프 플레이트(151)에 대해 직선 운동시키게 된다. 볼(158)을 이용하여 회전 램프 플레이트(156)를 직선운동시키는 구성은 BIR 방식의 액츄에이터에서 통상적으로 사용되는 주지관용 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 스프링 케이지(160)는 푸시로드(140)의 중공로드와 실린더(122)의 내측면 사이에 소정 수용공간이 형성되도록 마련된다. 구체적으로, 스프링 케이지(160)는 컵 형태로 마련되어 단부가 스냅링(162)에 의하여 실린더(122)의 내측면에 고정된다.

스프링 케이지(160)의 내부에는 푸시로드(140)와, 피스톤(123)을 원래 위치로 복귀시키기 위한 제1 및 제2 탄성부재(171,172)가 마련된다.

제1 및 제2 탄성부재(171,172)는 직렬로 배치되며, 제1 및 제2 탄성부재(171,172) 사이에는 지지플레이트(180)가 개재된다. 지지플레이트(180)는 상술한 바와 같이 고정 램프 플레이트(151)의 안착홈(152)에 안착되어 양면에 마주하는 제1 및 제2 탄성부재(171,172)를 지지한다. 이러한 지지플레이트(180)는 제1 탄성부재(171)를 안정적으로 지지하기 위하여 중심 부분이 단차진 형상을 가질 수 있다.

제1 탄성부재(171)는 일단이 지지플레이트(180)에 지지되고 타단이 푸시로드(140)의 플랜지부(142)에 지지되어 피스톤(123)의 이동방향으로 탄성력을 제공하는 저압용 스프링으로 이루어진다.

제2 탄성부재(172)는 일단이 스프링 케이지(160)에 지지되고 타단이 지지플레이트(180)에 지지되어 피스톤(123)의 이동방향으로 탄성력을 제공하는 고압용 스프링으로 이루어진다. 이러한 제2 탄성부재(172)는 제1 탄성부재(171)에 비해 상대적으로 큰 탄성력을 갖도록 이루어진다.

제1 탄성부재(171)와 제2 탄성부재(172)가 직렬로 배치되어 디스크 브레이크(100)의 전장길이가 증가하는 것을 방지하기 위하여, 제1 탄성부재(171)는 통상적인 코일 스프링의 길이보다 짧은 웨이브 스프링(wave spring) 또는 접시 스프링(disc spring)으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 탄성부재(171,172)가 직렬로 배치되더라도 디스크 브레이크(100)의 전장길이는 증가되지 않고 오히려 최소화될 수 있다.

한편, 도 3에 확대 도시한 바와 같이 고정 램프 플레이트(151)에 형성된 안착홈(152)의 선단면(단턱)은 푸시로드(140)에 형성된 플랜지부(142)의 선단면보다 피스톤(123)의 전진방향으로 돌출되도록 형성된다. 즉, 플랜지부(142)의 선단면과 안착홈(152)의 선단면은 단차가 형성되며, 이로 인해 안착홈(152)에 안착된 지지플레이트(180)와 플랜지부(142)의 선단면 사이에는 단차진 만큼 유격(G)이 형성된다.

이러한 제1 탄성부재(171)와 제2 탄성부재(172)의 지지 구조에 의하여, 디스크 브레이크(100)의 제동 동작 전에는 제1 탄성부재(171)가 플랜지부(142)에 지지되며, 제2 탄성부재(172)는 지지플레이트(180)에 지지된다. 하지만, 제동 동작 시에는 피스톤(123)의 이동에 따라 어져스터(130) 및 푸시로드(140)가 이동하고, 그에 따라 푸시로드(140)의 플랜지부(142)에 지지된 제1 탄성부재(171)가 플랜지부(142)와 지지플레이트(180) 사이의 유격(G)만큼 먼저 압축되고, 제1 탄성부재(171)가 유격(G)만큼 압축되면 그 후에는 플랜지부(142)가 지지플레이트(180)와 접촉되어 지지플레이트(180)를 이동시킨다. 지지플레이트(180)는 제1 탄성부재(171)보다 탄성력이 상대적으로 큰 제2 탄성부재(172)를 지지하므로, 제동 동작 시 최종적으로는 제1 탄성부재(171)와 제2 탄성부재(172)가 함께 압축된다.

도 4는 디스크 브레이크의 배면을 도시한 것으로, 디스크 브레이크(100)는 캘리퍼 하우징(120)의 외부로 연장된 회전 램프 플레이트(156)의 축부(156b)에 작동레버(157)가 고정 설치되어 주차케이블(미도시)의 당겨짐에 따라 일정 각도 (도면에서 반시계 방향으로) 회전하여 제동력을 발생시킨다.

이를 좀 더 구체적으로 살펴 보면, 디스크 브레이크(100)는 작동레버(157)가 회전하면 회전 램프 플레이트의 축부(156b)가 회전하고, 고정 램프 플레이트(151)와 볼(158)에 의해 접촉되어 있는 회전 램프 플레이트(156)는 상대 회전에 의해 푸시로드(140)를 이동시킨다. 푸시로드(140)는 나사결합된 어져스트(130) 및 어져스트와 접촉하고 있는 피스톤(123)을 진퇴 운동시켜 디스크(D)를 가압함으로써 제동력을 발생시키는 구조이다.

작동레버(157)는 차체에 고정되는 케이블 브라켓(10)과 복귀스프링(20)으로 연결되어 있으며, 제동 동작 해제 시 복귀스프링(20)에 의하여 원래의 위치로 복귀된다.

그런데, 제동 해제 동작 시 상술한 지지플레이트(180)와 제1 탄성부재(171) 사이에 형성된 유격(G)은 제1 탄성부재(171)보다 탄성력이 큰 복귀스프링(20)의 탄성력에 의해 무시될 수 있다. 예컨대, 작동레버(157)는 도 4에 도시된 바와 같이 복귀스프링(20)의 탄성력에 의해 (도면에서 시계 방향으로) 정위치보다 유격(G) 거리만큼 더 회전할 수 있으며, 이로 인해 작동레버(157)와 축결합되어 있는 회전 램프 플레이트(156)도 함께 회전한다. 회전 램프 플레이트(156)가 회전하면 볼(158)의 위치가 도 5의 R2 방향으로 이동하게 되면서 정위치에서 이탈하게 되며(R1은 파킹 제동 방향), 이탈로 인해 볼(158)의 위치가 상승하면 회전 램프 플레이트(156)와 대향하고 있는 푸시로드(140)가 전진하게 되면서 결국 디스크(D)와 패드 플레이트(111) 사이의 간격은 좁아지게 된다. 이러한 현상은 드래그로 이어져 전반적인 브레이크의 성능을 저하시키게 된다.

본 실시 예는 상술한 바와 같이 제동 해제 동작 시 유격(G)에 의한 회전 램프 플레이트(156)의 불필요한 과회전을 방지하기 위해 회전 램프 플레이트의 축부(156b)와 작동레버(158) 사이에는 제동 동작 시에만 힘을 전달할 수 있도록 원웨이동력전달부재(190)를 설치하고, 캘리퍼하우징(120)과 작동레버(157) 사이에는 리턴스프링(195)을 마련한다.

따라서, 제동 해제 동작 시 작동레버(157)는 복귀스프링(20)에 원위치로 복귀하지만, 회전 램프 플레이트(156)는 작동레버(157)에 의해 원위치로 복귀하는 것이 아니라 리턴스프링(195)의 탄성복원력에 의해 볼(158)을 가압하여 위치 이동하면서 원위치로 복귀한다. 이때, 리턴스프링(195)의 탄성력은 제1 탄성부재(171)의 탄성력보다 작게 마련되어 있어서 회전 램프 플레이트(156)와 베어링을 개재하여 대면하고 있는 푸시로드(140)는 제동 해제 동작 시 지지플레이트(180)에 대해 유격(G)을 안정적으로 유지할 수 있다.

원웨이동력전달부재(190)는 도 4에 도시한 바와 같이 회전 램프 플레이트(156)의 축부(156b)에 마련되는 축돌기(191)와, 작동레버(157)에 호 형상으로 개구 마련되어 상기 축돌기가 선택적으로 걸리는 축슬릿(192)를 포함한다. 축슬릿(192)은 축부(156)의 회전 궤적 상에 마련되어, 작동레버(157)가 파킹 제동 방향인 반시계방향으로 회전하면 축돌기(191)가 축슬릿(192)의 일측 단부에 걸려 회전력을 전달하고, 작동레버(157)가 파킹 제동 해제 방향인 시계방향으로 회전하면 축돌기(191)가 축슬릿(192)에 걸리지 않아 회전력을 전달하지 못하도록 한다.

본 실시 예에서는 원웨이동력전달부재(190)로서 축돌기와 축슬릿을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 시판되는 원웨이 클러치 등을 채용할 수도 있다.

그러면, 상기와 같은 디스크 브레이크(100)의 작동 상태에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 본 실시 예에 따른 디스크 브레이크(100)는 유압에 의한 제동 동작 시 실린더(122) 내로 오일이 유입되어 피스톤(123)이 내측 패드 플레이트(111)를 가압하고 이에 따라 내측 패드 플레이트(111)에 부착된 마찰패드(113)가 디스크(D)를 압박한다. 한편, 오일의 반력에 의해 캘리퍼 하우징(120)은 캐리어(110)로부터 슬라이딩 되어 핑거부(121)가 외측 패드 플레이트(112)를 가압하고 이에 따라 외측 패드 플레이트(112)에 부착된 마찰패드(114)가 디스크(D)를 압박하여 제동력을 발생시킨다.

한편, 작동레버에 의한 주차 제동 시 디스크 브레이크(100)는 먼저, 주차 케이블(미도시)과 연결된 작동레버(157)가 회전하고 램프유닛(150)의 회전 램프 플레이트(156)가 작동레버(157)와 함께 회전하면서 볼(158)에 의해 전진하여 푸시로드(140)를 가압한다. 푸시로드(140)는 나사결합된 어져스터(130)를 이동시키고, 이에 따라 어져스터(130)와 접촉된 피스톤(123)도 함께 전진하며 내측 패드 플레이트(111)를 디스크(D)로 압박하여 제동력을 발생시킨다. 이때, 푸시로드(140)의 가압에 따라 제1 및 제2 탄성부재(171,172)는 순차적으로 압축된다.

작동레버(157)에 가해졌던 외력이 해제되면, 제2 탄성부재(172)와 제1 탄성부재(171)에 의하여 푸시로드(140)와 지지플레이트(180)는 원래의 위치로 복귀되며, 이에 따라 피스톤(123)은 드레그 없이 원활하게 후퇴된다.

보다 구체적으로 보면, 작동레버(157)는 복귀스프링(20)에 의해 원위치로 회전 복귀하지만, 이때 회전 램프 플레이트(156)의 축부(156b)는 원웨이동력전달부재(190)에 의해 작동레버(157)로부터 힘을 전달받지 못하기 때문에 회전하지 않는다. 그 대신, 회전 램프 플레이트(156)는 리턴스프링(195)의 탄성력에 의해 볼(158)을 가압하면서 회전하여 원위치로 복귀하며, 이때 회전 램프 플레이트(156)와 베어링을 개재하여 대면하고 있는 푸시로드(140)도 함께 원위치로 복귀한다.

보다 구체적으로 보면, 제동 해제에 따라 제2 탄성부재(172)에 의해 지지되어 있는 지지플레이트(180)가 고정 램프 플레이트(151)의 안착홈(152)에 접촉하도록 먼저 후퇴하며, 이어서 지지플레이트(180)와 푸시로드(140)의 플랜지부(142) 사이에 개재되어 있는 제1 탄성부재(172)에 의해 푸시로드(140)도 유격(G) 거리만큼 이격된 상태의 원래 위치로 복귀한다. 또한, 푸시로드(140)와 나사결합된 어져스터(130)와 피스톤(123)도 원래의 위치로 복귀한다.

100 : 디스크 브레이크 110 : 캐리어
120 : 캘리퍼 하우징 122 : 실린더
123 : 피스톤 125 : 회전방지 홈
130 : 어져스터 133 : 헤드부
134 : 로드 139 : 와셔 스프링
140 : 푸시로드 142 : 플랜지부
144 : 결합돌기 150 : 램프
151 : 고정 램프 플레이트 152 : 안착홈
154 : 결합홈 155 : 회전방지 돌기
156 : 회전 램프 플레이트 158 : 볼
160 : 스프링 케이지 171 : 제1 탄성부재
172 : 제2 탄성부재 180 : 지지플레이트
190 : 원웨이동력전달부재 191 : 축돌기
192 : 축슬릿 195 : 리턴스프링

Claims

한 쌍의 패드 플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어와, 상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 상기 패드 플레이트를 가압하기 위한 피스톤이 진퇴 가능하게 설치되는 중공 실린더를 갖는 캘리퍼 하우징을 포함하는 디스크 브레이크에 있어서,
상기 피스톤 내부에 설치되는 어져스터,
상기 어져스터와 나사 결합되는 푸시로드,
상기 실린더 내부에서 푸시로드의 후방부에 마련되어 푸시로드의 회전을 방지하면서 푸시로드를 피스톤 측으로 가압하는 액츄에이터,
상기 액츄에이터를 구동시키기 위해 캘리퍼 하우징 외부에 마련되며 주차케이블과 연동하는 작동레버,
상기 액츄에어터와 작동레버 사이에 마련되어 상기 푸시로드를 가압하는 방향으로만 힘을 전달하는 원웨이동력전달부재, 및
상기 캘리퍼 하우징과 작동레버 사이에 개재되는 리턴스프링을 포함하여,
상기 액츄에이터는 푸시로드를 가압하는 방향으로는 상기 작동레버로부터 힘을 전달받고, 상기 푸시로드의 가압을 해제하는 방향으로는 상기 원웨이동력전달부재에 의해 상기 리턴스프링으로부터 힘을 전달받는 디스크 브레이크.
제 1항에 있어서,
상기 액츄에이터는
상기 푸시로드의 회전을 방지하며 상기 작동레버에 연결되어 상기 푸시로드를 피스톤 쪽으로 가압하는 램프유닛,
양단이 상기 실린더에 고정되며 실린더의 내주면과 상기 푸시로드 사이에서 소정의 수용 공간을 형성하는 스프링 케이지,
상기 스프링 케이지의 수용공간에 직렬로 마련되어 상기 푸시로드에 탄성력을 제공하는 제1 및 제2 탄성부재, 및
상기 램프유닛에 의해 지지되며 상기 제1 및 제2 탄성부재 사이에 개재되는 지지플레이트를 포함하며,
상기 지지플레이트와 푸시로드 사이에는 유격(G)이 형성되어 있는 디스크 브레이크.
제 2항에 있어서,
상기 유격이 형성된 지지플레이트와 푸시로드 사이에는 상기 제1 탄성부재가 마련되고,
상기 리턴스프링의 탄성력은 상기 제1 탄성부재의 탄성력보다 작은 디스크 브레이크.
제 2항에 있어서,
상기 램프유닛은
전방부가 개방된 원통형상을 갖추고 상기 실린더에 고정 설치되는 고정 램프 플레이트,
상기 고정 램프 플레이트 내에 마련되며 상기 고정 램프 플레이트의 후방부와 실린더의 후방부를 관통하여 작동레버의 회전력을 전달받아 회전하는 회전 램프 플레이트, 및
상기 고정 램프 플레이트와 회전 램프 플레이트 사이에 개재되어 상기 회전 램프 플레이트의 회전 시 상기 회전 램프 플레이트를 전진시키는 복수의 볼을 구비하는 디스크 브레이크.
제 4항에 있어서,
상기 원웨이동력전달부재는 상기 회전 램프 플레이트의 축부에 마련되는 축돌기와, 상기 작동레버에 호 형상으로 개구 마련되며 상기 축돌기가 선택적으로 걸리는 축슬릿을 포함하여,
상기 작동레버가 푸시로드를 가압하는 방향으로 회전하면 상기 축돌기가 축슬릿의 일단부에 걸려 회전력을 전달하고, 푸시로드 가압 해제 방향으로 회전하면 상기 축돌기가 축슬릿에 걸리지 않는 디스크 브레이크.