KR20170058445A - 주차 브레이크를 가진 디스크 브레이크, 기계식 추력 조립체, 그리고 이들의 조립 방법 - Google Patents

주차 브레이크를 가진 디스크 브레이크, 기계식 추력 조립체, 그리고 이들의 조립 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 디스크 브레이크 패드의 작동을 위한 브레이크 피스톤(16)과, 브레이크 피스톤(16)의 내부(33)에 배치되어 있으며, 회전하지 않도록 브레이크 피스톤에 대하여 고정되어 있고, 축방향으로 슬라이딩이동하도록 브레이크 피스톤 내부에 설치되어 있고, 나사(44)가 나사풀림 방향으로 회전될 때 브레이크 피스톤(16)을 전방을 향해 축방향으로 밀기 위해서 전방 축방향 단부면(52)이 브레이크 피스톤(16)의 전방 벽을 향하는 내부 부분(54)과 상호작용하는 너트(46)와 너트(46)에 나사결합된 전방 부분, 반경방향의 중간 플랜지 및 후방 부분(66)을 포함하는 나사(44)를 포함하는, 후방으로부터 전방으로 브레이크 피스톤(16)의 축방향 추력을 발생시키는, 너트-나사 유닛(44, 46)을 포함하는 장치에 있어서, 브레이크 피스톤(16)과 나사(44)가 나사(44)의 후방 부분(66)을 브레이크 피스톤(16)에 대하여 반경방향으로 중심맞춤하기 위해서 나사(44)가 브레이크 피스톤(16)에 대하여 미리 결정된 전방 축방향 설치 위치에 있을 때 서로 상호작용하는 중심맞춤수단(90, 92)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제안한다.

Description

주차 브레이크를 가진 디스크 브레이크, 기계식 추력 조립체, 그리고 이들의 조립 방법{DISK BRAKE WITH A PARKING BRAKE, MECHANICAL THRUST ASSEMBLY, AND METHOD OF ASSEMBLING}
본 발명은 자동차에 사용하기 위한 것이며 전기기계식으로 작동되는 주차 브레이크, 즉, 주차용 브레이크를 포함하는 유압식으로 작동되는 디스크 브레이크에 관한 것이다.
본 발명은 특히 적어도 하나의 디스크 브레이크 패드의 작동을 위한 유압 브레이크 피스톤과 이 유압 브레이크 피스톤의 기계식 축방향 추력작용(mechanical axial thrusting)을 위한 너트-나사 유닛을 포함하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기와 같은 장치를 디스크 브레이크 캘리퍼에 설치하는 방법에 관한 것이다.
전기기계식 주차 브레이크를 포함하는 유압식으로 제어되는 디스크 브레이크의 전반적인 구성은, 특히 특허문허 EP-B1-2,174,037 또는 US-B1-7,721,853로부터 이미 잘 알려져 있다.
기존의 방식에서는, 브레이크가 회전 디스크와 상호작용할 수 있는 두 개의 대향하는 슬라이딩 마찰 패드를 지지하고 안내할 수 있는 캘리퍼(caliper)를 포함하고 있다.
캘리퍼는 후방 하우징을 포함하고 있고, 후방 하우징 내측에 유압 피스톤이 축방향으로 슬라이딩 방식으로 설치되어 있고, 상기 유압 피스톤은 (상기 유압 피스톤이 밀폐식 슬라이딩 운동(sealed sliding movement)으로 상기 유압 피스톤이 수용되는 대응하는 공동과 함께 한계를 정하는) 유압 챔버가 압력하에서 유체를 공급받을 때 디스크 브레이크 패드에 후방에서 전방으로의 축방향 추력을 작용시키기 위해서 대응하는 디스크 브레이크 패드와 상호작용할 수 있다.
디스크 브레이크의 주된 유압 작용과 관계없이, 디스크 브레이크는 주차 브레이크로서의 작용과 기능을 위한 전기기계식 수단을 또한 포함하고 있다.
이러한 목적을 위해서, 디스크 브레이크는 브레이크 피스톤 내에 그리고 상기 브레이크 피스톤을 수용하는 공동 내에 배치되어 있는 너트-나사 조합체 또는 너트-나사 유닛을 포함하고 있고, 다른 한편으로는, 상기 너트-나사 유닛의 나사를 양 방향으로 회전 방식으로 구동시키기 위한 전기 기어식 모터 조립체를 포함하고 있다.
너트는 상기 브레이크 피스톤의 내부에 수용되어 있고, 회전을 방지하기 위해서 상기 브레이크 피스톤에 대하여 고정되어 있으며 축방향으로 슬라이딩이동하도록 상기 브레이크 피스톤 내측에 설치되어 있다.
상기 브레이크 피스톤을 축방향으로 전방쪽으로 밀기 위해서 상기 너트의 전방 축방향 단부면은 상기 브레이크 피스톤의 전방 반경방향 벽을 향하는 내부 부분과 상호작용한다.
이러한 목적을 위해서, 상기 나사는 상기 너트와 나사결합되는 전방 부분, 반경방향의 중간 플랜지 및 특히 나사를 회전시키기 위한 헤드를 구성하는 자유단을 가지고 있는 후방 부분을 포함하고 있다.
기존의 방식에서는, 상기 나사가 캘리퍼용 하우징에 형성된 공동의 횡단 바닥벽(transverse bottom wall)에 대하여 축방향으로 고정되어 있고, 상기 나사는 상기 횡단 바닥벽에 대하여 회전하는 방식으로 안내된다.
이러한 목적을 위해서, 상기 나사의 후방 부분이 상기 횡단 바닥벽의 횡단 구멍(transcurrent opening)을 통과하고, 이 횡단 구멍에서 상기 나사는 밀폐 방식으로 회전가능하게 안내된다.
상기 중간 플랜지의 횡단 후방면은, 베어링이 사이에 놓인 상태로, 상기 공동의 바닥벽의 내부면에 형성된 반경방향의 맞닿음 시트(abutment seat)에 축방향으로 맞닿아 있고, 축방향으로 상기 바닥벽을 넘어서 돌출되어 있는, 상기 후방 부분의 후방 자유단은, 예를 들면, 나사의 보완적인 반경방향의 홈에 수용된 탄성 분할 링(elastic split ring)에 의해 축방향으로 고정되어 있다.
따라서 상기 중간 플랜지의 횡단 후방면은 하중을 받는 상태에서 나사의 축방향 맞닿음면을 구성하는 기계가공된 기능면이다.
주차 기능에 있어서의 브레이크의 작용은 상기 나사를 상기 너트와 상기 브레이크 피스톤에 대하여 회전시킴으로써 얻어지고, 결과적으로 대응하는 피스톤을 전방쪽으로 밀어내는 너트의 전방쪽으로의 축방향 이동을 일으키기 위해서, 상기 브레이크 피스톤은 캘리퍼에 대하여, 예를 들면, 나사풀림 방향으로, 회전하지 않도록 고정되어 있다.
상기 나사가 회전할 때 상기 나사의 후방 부분의 밀폐식 가이드를 보장하고 그 결과 브레이크 피스톤를 제어하기 위한 유압 챔버의 후방쪽으로의 유압 기밀성(hydraulic tightness)을 보장하기 위해서, 환형 시일이 상기 나사의 후방 부분의 안내 구멍과 브레이크 피스톤의 사이에 반경방향으로 놓이도록 제공되어 있다.
브레이크 피스톤과 너트-나사 유닛으로 구성된 장치의 조립은, 상기 장치를 축방향으로, 전방에서 후방으로, 캘리퍼의 후방 하우징의 공동 속으로 집어넣음으로써, 특히 산업 생산에 있어서 자동화된 방식으로 이루어진다.
상기 장치는 특히, 상기 브레이크 피스톤에 대하여 축방향으로 후방쪽으로 돌출되어 있으며 특히 상기 환형 시일을 통하여 상기 공동의 바닥벽의 안내 구멍속으로 삽입되어야 하는, 상기 나사의 후방 단부 부분을 포함하고 있다.
다양한 기존의 설계형태에 따르면, 상기 브레이크 피스톤에 대하여, 그리고 이에 상응하게 상기 공동에 대하여 상기 나사의 후방 부분의, 반경 방향에 있어서의, 횡단 위치(transverse position)는 설계형태와, 특히, 기계식 추력작용 수단(mechanical thrusting means)의 기능에 필요한 클리어런스의 결과로 쉽게 가늠할 수 없다.
상기 나사의 후방 부분의 후방 단부의 횡단면이 상기 공동의 바닥부를 향해 있는 일부분에, 그리고, 예를 들면, 상기 바닥벽의 기계가공된 내부면에, 또는 심지어 상기 환형 시일에 접촉하게 될 때 설치 곤란한 사정, 또는 심지어 설치 불가능한 사정이 발생한다.
이러한 설치 불가능한 사정에 더하여, 이러한 접속 상태로의 진입은 상기 나사의 후방 부분, 상기 벽을 향해 있는 부분, 조인트, 또는 심지어 상기 안내 구멍과 상기 나사의 후방 부분의 사이에 반경방향으로 놓여 있는 상기 나사를 안내하는 축방향 링에도 손상을 초래할 수 있다.
본 발명은 이러한 문제점에 대한 해결책을 제공하고 상기한 단점을 처리하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명은
- 반경방향으로 배향된 전방 횡단 벽과 축방향 후방쪽으로 뻗어 있는 측면 원통형 관형상 벽(lateral cylindrical tubular wall)을 포함하는 적어도 하나의 디스크 브레이크 패드의 작동을 위한 브레이크 피스톤; 그리고
- 후방에서 전방으로, 브레이크 피스톤의 축방향 추력작용을 위한 너트-나사 유닛;
을 포함하고 있고, 상기 너트-나사 유닛은
-- 브레이크 피스톤의 내부에 배치되어 있으며, 회전을 방지하기 위해서 상기 브레이크 피스톤에 대하여 고정되어 있고, 상기 브레이크 피스톤 내에서 축방향으로 슬라이딩이동하도록 설치되어 있고, 나사가 나사풀림 방향으로 회전될 때 브레이크 피스톤을 축방향 전방쪽으로 밀기 위해서 전방 축방향 단부면이 브레이크 피스톤의 전방 벽을 향하는 내부 부분과 상호작용하는 너트; 및
-- 너트에 나사결합되도록 설치되어 있는 전방 부분, 후방 횡단면에 의해 경계를 이루는 반경방향의 축방향 맞닿음 중간 플랜지, 그리고 후방 부분을 포함하는 나사;
를 포함하고 있는, 장치로서,
브레이크 피스톤과 나사가 나사의 후방 부분을 브레이크 피스톤에 대하여 반경방향으로 중심맞춤하기 위해서 나사가 너트와 브레이크 피스톤에 대하여 미리 결정된 전방 축방향 위치(설치 위치라고 칭함)에 있을 때 서로 상호작용하는 중심맞춤수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제안한다.
상기 장치의 다른 특징에 따르면,
- 상기 중심맞춤수단은 중간 플랜지의 전방 볼록한 부분과 브레이크 피스톤의 보완적인 후방 오목한 부분을 포함하고 있고;
- 보완적인 부분(supplementary portion)은 끝부분이 잘린 원뿔형상이고;
- 상기 보완적인 부분은 끝부분이 잘린 구형상이고;
- 상기 보완적인 부분은 끝부분이 잘린 원통형상이고;
- 브레이크 피스톤의 후방 오목한 부분은 브레이크 피스톤의 측면 벽의 후방 축방향 단부에 형성되어 있고;
- 상기 장치는 상기 너트에 대하여 상기 나사의 축방향 설치 위치를 결정하는 맞닿음 수단(abutment means)을 포함하고 있고;
- 상기 맞닿음 수단은 너트에 대한 나사의 나사결합의 최대 각위치를 결정하는 앵귤러 맞닿음 수단이고;
- 상기 앵귤러 맞닿음 수단은 중간 플랜지의 핑거(finger)와 너트의 후방 축방향 단부에 형성된 보완적인 노치를 포함하고 있다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 후방 하우징을 포함하며, 상기 하우징 내부에, 축방향 전방쪽으로 개방되어 있으며 반경방향으로 배향되어 있는 횡단 바닥벽에 의해 축방향 후방쪽으로 경계를 이루는 원통형 공동이 형성되어 있는, 전기기계식 주차 브레이크용 유압 디스크 브레이크로서, 상기 원통형 공동이 본 발명에 따른 장치를 수용하고, 상기 장치의 브레이크 피스톤이 원통형 공동의 보어 내에서 밀폐식으로 슬라이딩이동하도록 설치되어 있고, 상기 하우징의 바닥벽이 나사의 후방 부분을 회전가능한 방식으로 안내하는 횡단 안내 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기계식 주차 브레이크용 유압 디스크 브레이크를 제안한다.
상기 디스크 브레이크의 다른 특징에 따르면,
- 상기 안내 구멍과 나사의 후방 부분의 사이에 반경방향으로 놓여 있으며 저마찰 계수를 가지는 물질로 이루어져 있는 축방향 안내 링을 포함하고 있고;
- 상기 안내 구멍과 나사의 후방 부분의 사이에 반경방향으로 놓여 있는 환형 시일을 포함하고 있고;
- 나사의 중간 플랜지의 후방 횡단면과 원통형 공동의 바닥벽을 향하는 내부 부분의 사이에 축방향으로 놓여 있는 베어링을 포함하고 있다.
마지막으로, 본 발명은, 후방 하우징을 포함하며, 상기 하우징 내부에, 축방향 전방쪽으로 개방되어 있는 원통형 공동이 형성되어 있고, 상기 하우징은 원통형 공동의 보어 내에서 밀폐식으로 슬라이딩이동하도록 설치된 브레이크 피스톤을 포함하는 장치를 수용하고, 후방에서 전방으로, 브레이크 피스톤의 축방향 추력을 제공하는 너트-나사 유닛을 수용하며, 브레이크 피스톤과 나사가 나사의 후방 부분을 브레이크 피스톤에 대하여 반경방향으로 중심맞춤하기 위해서 나사가 너트와 브레이크 피스톤에 대하여, 설치 위치로 알려진, 미리 결정된 전방 축방향 위치에 있을 때 서로 상호작용하는 중심맞춤수단을 포함하는, 전기기계식 주차 브레이크용 유압 디스크 브레이크를 설치하는 방법으로서,
- 상기 장치를 실현하기 위해서 브레이크 피스톤, 너트 및 나사를 조립하는 단계;
- 나사의 후방 부분을 브레이크 피스톤에 대하여 반경방향으로 중심맞춤하도록 상기 축방향 설치 위치에서 너트와 브레이크 피스톤에 대해서 나사의 축방향 위치를 조정하는 단계;
- 미리 조정된 장치를, 전방에서 후방으로, 축방향으로 하우징(14)의 원통형 공동 속으로 집어넣는 단계;
- 나사의 후방 부분을 하우징에 대하여 축방향으로 고정시키는 단계; 그리고
- 너트에 대하여 나사를 푸는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기계식 주차 브레이크용 유압 디스크 브레이크를 설치하는 방법을 제안한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 본 발명의 예시적인 실시례의 아래의 상세한 설명을 판독하면 잘 알 수 있을 것이고, 이를 위해서는 첨부된 도면을 참고하여야 한다.
- 도 1은 본 발명에 따른 주차 브레이크용 디스크 브레이크의 대체적인 사시도이고;
- 도 2는 디스크 브레이크의 일부가 축방향 평면을 통과하는 단면으로 도시되어 있는 도 1과 유사한 도면이고;
- 도 3은 디스크 브레이크의 주된 요소 및 구성 부품을 분해도로 나타내고 있는, 도 1과 유사한 도면이고;
- 도 4는 도 3의 평면도이고;
- 도 5는 도 1 내지 도 4의 디스크 브레이크의 브레이크 피스톤과 너트-나사 유닛을 포함하는 장치의 세 개의 주요 구성 부품을 각각 분해 사시도로 나타내고 있는 확대 상세도이고;
- 도 6은 도 5에 도시된 부품들의 축방향 평면을 통과하는 부분 절결 사시도이고;
- 도 7은 도 5의 세 개의 구성 부품의 조립된 상태의 확대된 축방향 단면도이고;
- 도 8은 세 개의 구성 부품이 본 발명에 따른 설치 위치로 알려진 위치에 있는 것으로 도시되어 있는 도 7과 유사한 축방향 단면도이고;
- 도 9는 도 3에 도시된 디스크 브레이크의 캘리퍼의 전방에서 본 축방향 단부도이고; 그리고
- 도 10은 설치 위치로 알려진 위치에 있으며 디스크 브레이크의 캘리퍼에 설치되어 있는 브레이크 피스톤과 너트-나사 유닛을 포함하는 장치를 확대도로 나타내는, 도 2와 유사한 축방향 단면도이다.
아래의 설명에 있어서, 동일하거나, 유사하거나 비슷한 요소 및 구성 부품은 동일한 참고번호로 표시되어 있다.
상기 도면에는 디스크 브레이크(10)가 도시되어 있는데, 상기 디스크 브레이크는 브레이크 패드가 없는 상태로, 그리고 이 브레이크 패드를 축방향으로 변위되게 안내하고 복귀시키는 대응하는 수단도 없는 상태로 도시되어 있다.
디스크 브레이크(10)는 본질적으로 후방 하우징(14)을 포함하는 캘리퍼(12)로 이루어져 있고, 상기 후방 하우징 내에 유압 브레이크 피스톤(16)이 축방향으로 후방에서 전방으로 슬라이딩이동하도록, 다시 말해서, 도 1에 도시된 것과 같이, 축(A)을 따라 좌측에서 우측으로 슬라이딩이동하도록 설치되어 있다.
하나의 예로서, 본 경우에 디스크 브레이크(10)는, 후방에, 전기 모터 및 감속 기어를 가진 기어식 모터 유닛(18)을 포함하고 있고, 상기 기어식 모터 유닛은 부가적이며 본 경우에는 축방향 나사(22)에 의해 캘리퍼(12)의 후방 횡단 면(20)에 고정되어 있다.
특히 도 2와 도 10으로부터 알 수 있는 것과 같이, 후방 하우징(14)은, 예를 들면 경합금으로, 주조 공장에서 주조된 부품이고, 상기 후방 하우징은 기계가공된 보어(25)에서 축방향 유압 공동(24)의 경계를 이루고, 상기 후방 하우징의 브레이크 피스톤(16)은 축(A)을 따라 양 방향으로 축방향으로 슬라이딩이동하도록 설치되어 있다.
상기 유압 공동(24)은 축방향 횡단 구멍(28)에 의해 중심부가 뚫려 있는 반경방향으로 배향되어 있는 횡단 바닥벽(26)에 의해 축방향 후방쪽으로 경계를 이룬다.
상기 유압 공동(24)은 대응하는 브레이크 패드(본 명세서에 도시되어 있지 않음)와 알려진 방식으로 상호작용하기 위해서 브레이크 피스톤(16)이 하우징(14)으로부터 축방향으로 돌출할 수 있도록 축방향 전방쪽으로 개방되어 있다.
이러한 목적을 위해서, 브레이크 피스톤(16)은, 측면 원통형 관형상 벽(32) 전체에 걸쳐서 축방향 후방쪽으로 뻗어 있는, 반경방향으로 배향되어 있는, 전방 횡단 벽(30)을 포함하는 대체로 원통형 컵의 형태를 가지는 구성요소이다.
브레이크 피스톤(16)의 전방 벽(30)의 외부 횡단 면(34)은 대응하는 디스크 브레이크 패드(본 명세서에 도시되어 있지 않음)와 상호작용할 수 있다.
측면 원통형 관형상 벽(32)은 후방 횡단 환형상 면(36)에 의해 후방쪽으로 경계를 이루고 있다.
따라서 브레이크 피스톤(16)이 축방향 후방쪽으로 개방되어 있는 내부 공동(33)의 범위를 정한다.
브레이크 피스톤(16)의 측면 외측의 반경방향으로 볼록한 원통형 벽(38)이 공동(24)의 보어(25) 내에서 축방향으로 변위되게 안내되고, 예를 들면, 보어(25)의 반경방향의 홈(40)에 수용된 정사각형 또는 직사각형 단면을 가지고 있는 환형 시일(본 명세서에 도시되어 있지 않음)에 의해 기밀성(tightness)이 보장된다.
본 경우에 있어서 캘리퍼(12)에 대하여 브레이크 피스톤(16)이 회전하지 않도록 고정시키는 수단은 보완적인 수단(본 명세서에 도시되어 있지 않음)과 상호작용하는 브레이크 피스톤(16)의 외부 면(34)에 형성된 노치(42)를 포함하고 있다.
기존의 방식에서는, 압력하에서 챔버(24)에 유압 유체를 공급하면 캘리퍼(12)의 후방 하우징(14)에 대하여 브레이크 피스톤(16)의 전방쪽으로 축방향 추력을 작용시킴으로써 브레이크의 유압 작용을 만들어 낸다.
주차 기능 또는 "파킹"에 있어서 브레이크 피스톤(16)의 기계적인 작동을 위해서, 브레이크 피스톤(16)과 챔버(24)가 축방향 추력을 제공하는 후방 구동 나사(44)와 전방 너트(46)를 포함하는 너트-나사 유닛을 수용하고 있다.
너트(46)는 대체로 관형상을 하고 있고, 나사 구멍(48)이 축방향으로 중심부를 가로지르고 있다.
상기 너트는 후방 횡단 환형상 단부면(51)에 의해 축방향 후방쪽으로 경계를 이룬다.
너트(46)는 너트의 전방 단부 부근에, 끝부분이 잘린 구형상의 볼록한 회전 외형을 나타내는 전방 추력면(thrust face)(52)에 의해 경계를 이루고 있는 큰 외측 직경을 가진 전방 부품(50)을 포함하고 있다.
너트(46)의 상기 전방 면(52)은, 본 경우에 있어서 축(A)상에 중심을 둔 끝부분이 잘린 원뿔 형상으로 된 회전 부분인, 브레이크 피스톤(16)의 대향하는 내부 부분(54)과 상호작용할 수 있다.
너트(46)를 브레이크 피스톤(16)의 내부에서 회전하지 않도록 고정시키기 위해서, 너트(46)는 다각형 외형을 가지는 반경방향 플랜지(56)을 포함하고 있고, 브레이크 피스톤(16)의 내부 공동(33)은 보완적인 오목한 다각형 벽(58)에 의해 경계를 이루고 있다.
따라서, 상기 플랜지(56)는 브레이크 피스톤(16)의 내부에서 회전하지 않도록 고정되어 있지만, 상기 플랜지(56)는 내부 공동(33) 내측에 클리어런스를 가진 채로, 너트(46)와 함께, 축방향으로 슬라이딩이동할 수 있다.
너트(46)의 후방 환형상 단부면(51)은 맞닿음 노치(60)를 포함하고 있고, 상기 맞닿음 노치(abutment notch)의 기능은 아래에 설명되어 있다.
축방향 추력작용 나사(44)는 외측에 나사산이 형성되어 있으며 축방향 추력작용 너트(46)의 나사 구멍(48)에 나사결합되도록 설치되어 있는, 축방향으로 전방에서 후방으로 뻗어 있는, 전방 부분(62)을 포함하고 있다.
상기 나사는 또한 반경방향으로 배향되어 있으며 기계가공되어 있는 횡단 맞닿음면(transverse abutment face)(65)에 의해 축방향 후방쪽으로 경계를 이루고 있고 반경방향으로 외부쪽으로 뻗어 있는 중간 맞닿음 플랜지(64)를 포함하고 있다.
마지막으로, 상기 나사는 상기 횡단 맞닿음면(65)으로부터 축방향으로 후방쪽으로 뻗어 있으며 측면 원통형 볼록한 기계가공된 면(68)에 의해 경계를 이루는 후방 부분(66)을 포함하고 있다 .
후방 부분(66)은, 후방 부분(66)의 후방 단부 근처에, 반경방향의 홈(70)을 포함하고 있다.
나사(44)를 두 개의 방향으로 회전가능한 방식으로 구동시키기 위해서, 후방 부분(66)은 또한 구동 헤드(driving head)로서 구성되어 있으며 본 경우에는 상기 후방 부분이, 상기 목적을 달성하기 위해서, 회전가능한 방식으로 상기 후방 부분을 구동시키는 보완적인 형상의 샤프트를 수용할 수 있는 내부 중공 형상부(72)를 포함하고 있다.
나사(44)의 후방 부분(66)은 나사(44)를 캘리퍼(12)의 하우징(14)에 대하여 회전가능한 방식으로 안내하기 위한 부분이고, 이러한 목적을 달성하기 위해서 나사의 후방 부분은 본 경우에 있어서 저마찰 계수를 가지는 재료, 예를 들면, 청동(bronze)으로 되어 있는 회전가능한 방식으로 안내하기 위한 링(74)이 삽입된 상태에서 나사의 후방 부분이 축방향으로 가로지르는 캘리퍼의 축방향 구멍(28)에 수용되어 회전가능한 방식으로 안내된다.
링(74)의 기능은 특히 브레이크 피스톤(16)의 나사(44)와 보어(25)의 동축성(coaxiality)을 보장함으로써 나사(44)의 후방 부분(66)을 정밀한 방식으로 회전가능하게 안내하고, 후방 부분(66)과 하우징(14)의 바닥벽(26) 사이의 마찰을 감소시키는 것이다.
안내 링(74)은 L자 형상의 외형을 제공하고 횡단 면(76)에 의해 축방향 전방쪽으로 경계를 이루고, 보다 큰 직경을 가진 횡단 구멍(28)의 상보적인 전방 부분에 수용되어 있는 환형 시일(80)이 안내 링과 맞닿아 있다.
기존의 방식에서는, 베어링(84)(본 경우에는 레이디얼 롤러 베어링)이 나사(44)의 반경방향 플랜지(64)의 후방 횡단 면(65)과 축방향으로 유압 챔버(24)의 경계를 이루는 하우징(14)의 후방 바닥벽(26)의 내부 면을 향하는 기계가공된 내부 부분(86)의 사이에 축방향으로 놓여 있다.
특히 도 2와 도 10에서 알 수 있는 것과 같이, 브레이크 피스톤(16)과 너트-나사 유닛(44-46)의 설치되어 조립된 상태에서는, 나사(44)가 나사(44)의 후방 부분(66)의 홈(70)에 수용되어 있는 탄성 분할 링 또는 "서클립(circlip)"(88)에 의해 상기 바닥벽(26)에 대하여 클리어런스없이 축방향으로 고정되어 있다.
서두에 이미 설명한 것과 같이, 너트(46)를 수용하고 있는 브레이크 피스톤(16)과 나사(44)를 축방향으로 집어넣는 것에 의해서 조립 및 설치가 실현되면, 후방 부품이 브레이크 피스톤(16)으로부터 브레이크 피스톤의 후방 횡단 단부면(36)을 넘어서 축방향으로 돌출되고, 후방 부분(66)의 후방 횡단 단부면(67)은, 종래 기술에 따르면, 상기 구멍(28) 및 링(74)과 축방향으로 완벽하게 정렬되지 않을 개연성이 높고, (조립을 방해하고 상기 내부 면(86)을 손상되게 할 위험을 감수하고서) 기계가공된 내부 면(86)과 맞닿게 될 위험, 및/또는 조립 작업을 방해하는 것 및/또는 상기 구성요소들을 손상되게 할 위험을 감수하고서 시일(80) 및/또는 링(74)과 맞닿게 될 위험을 무릅쓴다.
본 발명에 따르면, 디스크 브레이크의 설치 및 조립 작업 동안 일시적으로 브레이크 피스톤(16)에 대하여 나사(44)의 후방 부분(66)의 동축성(coaxiality)을 보장하기 위해서 브레이크 피스톤(16)에 대한 나사(44)의 반경방향의 중심맞춤 및 이에 따른 상기 브레이크 피스톤에 대한 나사(44)의 후방 부분(66)의 중심맞춤을 하기 위한 중심맞춤수단이 제안되어 있다.
이러한 목적을 위해서, 비제한적인 예로서, 상기 중심맞춤수단은, 나사(44)가 브레이크 피스톤(16)에 대하여, 설치 위치로 알려진, 미리 결정된 전방 축방향 위치를 차지할 때, 나사와 브레이크 피스톤의 사이에서, 서로 상호작용하는 보완적인 형상의 상호작용을 통한 중심맞춤수단이다.
도면에 도시된 실시례에 따르면, 본 경우에 있어서 상기 중심맞춤수단은 나사(44)의 반경방향 플랜지(64)의 전방 볼록한 부분과 브레이크 피스톤(16)의 보완적인 후방 오목한 부분에 의해 구성되어 있다.
보다 상세하게는, 상기 플랜지(64)의 전방 횡단 면은 나사(44)의 축상에 축방향으로 중심을 두고 있는 이격된 전방의 볼록한 원뿔대형상의 표면(90)의 경계를 이루는 끝부분이 잘린 볼록한 원뿔 형상으로 구성되어 있다.
상보적인 방식으로, 브레이크 피스톤(16)의 측면 관형상 벽(32)의 후방 환형상 단부면(36)은 원뿔대형상의 시트(frustoconical seat)(90)의 보완적인 후방의 오목한 원뿔대형상의 표면(92)의 경계를 이루는 끝부분이 잘린 오목한 원뿔 형상을 통하여 반경방향으로 내부쪽으로 뻗어 있다.
특히 도 8에서 알 수 있는 것과 같이, 나사(44)가 브레이크 피스톤(16)에 대하여 미리 결정된 축방향 설치 위치에 있을 때, 볼록한 원뿔대형상의 시트(90)와 오목한 원뿔대형상의 표면(92)의 보완적인 배치면(seating surface)은 축방향으로 서로 맞닿아서, 플랜지(64)의 반경방향의 중심맞춤을 보장하고, 이에 상응하여 브레이크 피스톤(16)에 대한 나사(44)의 중심맞춤을 보장한다.
따라서, 특히 도 10에 도시된 설치 및 조립 위치에 도달하기 위해서 브레이크 피스톤(16)을 브레이크 피스톤(16)의 공동(33)내에 수용된 너트-나사 유닛(44-46)과 함께, 축방향으로 전방에서 후방으로, 보어(25)속으로 삽입하는 것과 동시에 브레이크 피스톤(16)를 보어(25) 내부에서 축방향으로 변위하도록 안내하는 것에 의해서, 횡단 구멍(28) 내에 있는 링(74)과의 후방 부분(66)의 축방향 정렬을 보장하고, 이에 따라 편심(eccentricity)의 어떠한 결점도 없이, 바닥벽(26)을 통한 후방 부분(66)의 축방향의 삽입을 가능하게 한다.
도 8에 도시된 축방향 설치 위치를 결정하기 위해서, 특히 너트(46)의 상기 면(52)과 브레이크 피스톤(16)의 내부 부분(54)이 축방향으로 맞닿는 것을 방지하여 결과적으로 보완적인 배치면(90, 92) 사이의 접촉이 이루어지는 것을 저지하기 위하여, 맞닿음 수단이 너트(46)와 나사(44) 사이에 설치되어 있다.
본 경우에 있어서 상기 맞닿음 수단은 플랜지(64)의 전방 면(67)의 중심 부분으로부터 축방향으로 전방쪽으로 돌출된 맞닿음 핑거(94)를 포함하는 앵귤러 맞닿음 수단이다.
상기 앵귤러 맞닿음 수단은 너트(46)의 축방향 후방 단부에 형성된 보완적인 노치(60)도 포함하고 있다.
본 경우에 있어서 미리 결정된 설치 위치에 배치시키는 것은 맞닿음 핑거(94)의 측면(lateral face)(95)이 노치(60)와 각도 맞닿음(angular abutment) 상태로 될 때까지 나사(44)를 너트(46)와 나사결합시킴으로써 달성된다.
설치 및 조립 후에, 나사(44)를 너트(46)에 대해서 풀면, 보완적인 원뿔대형상의 중심맞춤 시트(supplementary frustoconical centering seats)를 축방향으로 멀어지게 하는 것 및 기어식 모터 유닛(18)과 나사(44)의 후방 부분(66)의 하우징(72)에 수용된 기어식 모터 유닛의 출력 샤프트(본 명세서에 도시되어 있지 않음)에 의해 기존의 방식으로 나사(44)를 나사풀림 방향으로 회전되게 구동시킴으로써, 예를 들면, 브레이크 피스톤(16)의 기계적인 작동을 시키기 위한 추력면(52, 54) 사이의 상호작용의 개시에 의해 분리를 초래한다.
나사결합을 해제시키기 위해서 나사의 회전 방향이 역전되지 않는 한, 브레이크를 조여진 상태(tightened state), 즉 제동력이 가해진 상태(applied state)로 유지시키기 위해서 태핑가공된(tapped) 너트(46)와 나사(44)의 전방 나사산이 형성된 부분 사이의 스크루 스레드(screw thread)는 되돌릴 수 없다.
상기 전기기계식으로 작동되는 주차 브레이크는 바람직하게는 비상 브레이크로 사용될 수도 있다.
특히 브레이크 피스톤(16)에 대하여 나사(44)의 후방 부분(66)을 반경방향으로 중심맞춤하기 위한 수단의 설계형태에 대한 본 발명에 따른 해결방안과 관련하여 본 발명은 상기한 실시례로 제한되지 않는다.
대체 실시형태(본 명세서에 도시되어 있지 않음)로서, 특히 끝부분이 잘린 구 또는 심지어 보완적인 끝부분이 잘린 원통 또는 매우 짧은 축방향 길이의 원통의 여러 부분의 형상으로 중심맞춤하기 위한 보완적인 부분을 제안할 수 있다.
따라서, 브레이크 피스톤(16)에 대하여 나사(44)의 후방 부분(66)의 중심맞춤을 위해, 설치 위치로 알려진 위치를 일시적으로 차지하기 쉬운 회전 외형의 모든 대응하는 보완적인 형태가 본 발명의 영역을 벗어나지 않고서 이용될 수 있다.
본 발명은 전기 모터와 감속 기어를 가진 기어식 모터 유닛에 의해 나사를 회전가능한 방식으로 구동시키는 것으로 제한되지 않는다. 대체 실시형태(본 명세서에 도시되어 있지 않음)로서, 나사의 후방 부분이 벨트에 의해, 바람직하게는 톱니가 형성된 벨트에 의해, 또는 레버(lever)에 의한 트랜스미션 기구에 의해, 케이블 또는 유사한 트랜스미션 기구에 의해 회전가능한 방식으로 구동될 수 있다.

Claims (14)

  1. - 반경방향으로 배향된 전방 횡단 벽(30)과 축방향 후방쪽으로 뻗어 있는 측면 원통형 관형상 벽(32)을 포함하는 적어도 하나의 디스크 브레이크 패드의 작동을 위한 브레이크 피스톤(16); 그리고
    - 후방에서 전방으로, 브레이크 피스톤(16)의 축방향 추력작용을 위한 너트-나사 유닛(44, 46);
    을 포함하고 있고, 상기 너트-나사 유닛(44, 46)은
    -- 브레이크 피스톤(16)의 내부(33)에 배치되어 있으며, 회전을 방지하기 위해서 상기 브레이크 피스톤에 대하여 고정되어 있고, 상기 브레이크 피스톤 내에서 축방향으로 슬라이딩이동하도록 설치되어 있고, 나사(44)가 나사풀림 방향으로 회전될 때 브레이크 피스톤(16)을 축방향 전방쪽으로 밀기 위해서 전방 축방향 단부면(52)이 브레이크 피스톤(16)의 전방 벽(30)을 향하는 내부 부분(54)과 상호작용하는 너트(46); 및
    -- 너트(46)에 나사결합되도록 설치되어 있는 전방 부분(62), 후방 횡단면(65)에 의해 경계를 이루는 반경방향의 중간 플랜지(64), 그리고 후방 부분(66)을 포함하는 나사(44);
    를 포함하고 있는, 장치로서,
    브레이크 피스톤(16)과 나사(44)가 나사(44)의 후방 부분(66)을 브레이크 피스톤(16)에 대하여 반경방향으로 중심맞춤하기 위해서 나사(44)가 너트(46)와 브레이크 피스톤(16)에 대하여, 설치 위치라고 칭하는, 미리 결정된 전방 축방향 위치에 있을 때 서로 상호작용하는 중심맞춤수단(90, 92)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중심맞춤수단은 중간 플랜지(64)의 전방 볼록한 부분(90)과 브레이크 피스톤(16)의 보완적인 후방 오목한 부분(92)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 보완적인 부분(90, 92)은 끝부분이 잘린 원뿔형상인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 보완적인 부분은 끝부분이 잘린 구형상인 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 보완적인 부분은 끝부분이 잘린 원통형상인 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제2항에 있어서, 브레이크 피스톤(16)의 후방 오목한 부분(92)은 브레이크 피스톤(16)의 측면 벽(32)의 후방 축방향 단부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 너트에 대하여 상기 나사의 축방향 설치 위치를 결정하는 맞닿음 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 맞닿음 수단은 너트(46)에 대한 나사(14)의 나사결합의 최대 각위치를 결정하는 앵귤러 맞닿음 수단인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 앵귤러 맞닿음 수단은 중간 플랜지(64)의 핑거(94, 95)와 너트(46)의 후방 축방향 단부에 형성된 보완적인 노치(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 적어도 하나의 후방 하우징(14)을 포함하며, 상기 하우징 내부에, 축방향 전방쪽으로 개방되어 있으며 반경방향으로 배향되어 있는 횡단 바닥벽(26)에 의해 축방향 후방쪽으로 경계를 이루는 원통형 공동(24)이 형성되어 있는, 전기기계식 주차 브레이크용 유압 디스크 브레이크(10)로서,
    원통형 공동(24)이 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 장치를 수용하고, 상기 장치의 브레이크 피스톤(16)이 원통형 공동(24)의 보어(25) 내에서 밀폐식으로 슬라이딩이동하도록 설치되어 있고, 상기 하우징(14)의 바닥벽(26)이 나사의 후방 부분을 회전가능한 방식으로 안내하는 횡단 안내 구멍(28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기계식 주차 브레이크용 유압 디스크 브레이크.
  11. 제10항에 있어서, 상기 안내 구멍과 나사(44)의 후방 부분(66)의 사이에 반경방향으로 놓여 있으며 저마찰 계수를 가지는 물질로 이루어져 있는 축방향 안내 링(74)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기계식 주차 브레이크용 유압 디스크 브레이크.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 안내 구멍(28)과 나사(44)의 후방 부분(66)의 사이에 반경방향으로 놓여 있는 환형 시일(80)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기계식 주차 브레이크용 유압 디스크 브레이크.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 나사(44)의 중간 플랜지(64)의 후방 횡단면(65)과 원통형 공동(24)의 바닥벽(26)을 향하는 내부 부분(86)의 사이에 축방향으로 놓여 있는 베어링(84)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기계식 주차 브레이크용 유압 디스크 브레이크.
  14. 후방 하우징(14)을 포함하며, 상기 하우징 내부에, 축방향 전방쪽으로 개방되어 있는 원통형 공동(24)이 형성되어 있고, 상기 하우징은 원통형 공동(24)의 보어(25) 내에서 밀폐식으로 슬라이딩이동하도록 설치된 브레이크 피스톤(16)을 포함하는 장치를 수용하고, 후방에서 전방으로, 브레이크 피스톤(16)의 축방향 추력을 제공하는 너트-나사 유닛(44, 46)을 수용하며, 브레이크 피스톤(16)과 나사(44)가 나사(44)의 후방 부분(66)을 브레이크 피스톤(16)에 대하여 반경방향으로 중심맞춤하기 위해서 나사(44)가 너트(46)와 브레이크 피스톤(16)에 대하여, 설치 위치로 알려진, 미리 결정된 전방 축방향 위치에 있을 때 서로 상호작용하는 중심맞춤수단(90, 92)을 포함하는, 전기기계식 주차 브레이크용 유압 디스크 브레이크(10)를 설치하는 방법으로서,
    - 상기 장치를 실현하기 위해서 브레이크 피스톤(16), 너트(46) 및 나사(44)를 조립하는 단계;
    - 나사(44)의 후방 부분(66)을 브레이크 피스톤(16)에 대하여 반경방향으로 중심맞춤하도록 상기 축방향 설치 위치에서 너트(46)와 브레이크 피스톤(16)에 대해서 나사(44)의 축방향 위치를 조정하는 단계;
    - 미리 조정된 장치(16, 46-46)를, 전방에서 후방으로, 축방향으로 하우징(14)의 원통형 공동(24) 속으로 집어넣는 단계;
    - 나사(44)의 후방 부분(66)을 하우징(14)에 대하여 축방향으로 고정시키는 단계; 그리고
    - 너트(46)에 대하여 나사(44)를 푸는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기계식 주차 브레이크용 유압 디스크 브레이크를 설치하는 방법.
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