KR20190002134A - 브레이크 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량, 트랙터 등과 같은 이송장치의 제동에 따른 부품의 마모를 보상하는 브레이크 장치에 관한 것으로서, 특히 제동에 따른 부품의 마모가 발생하는 만큼 부품의 위치를 변위시켜 마모를 보상함으로써 제동의 신뢰성을 증대시킬 수 있게 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 작동유의 유압에 의해 상기 브레이크 디스크 방향으로 전진되고 리턴스프링의 탄성력에 의해 후진되며 전진 거리는 스토퍼에 의해 제한되는 브레이크 피스톤과, 상기 브레이크 피스톤의 외주면에 위치되고 상기 작동유의 유압에 의해 전진되어 상기 브레이크 디스크를 가압하며 상기 리턴스프링의 탄성력에 의해 상기 브레이크 피스톤과 함께 후진되는 브레이크 블록과, 상기 브레이크 블록의 상기 브레이크 디스크 방향으로 이동은 허용하고 상기 브레이크 디스크 반대방향으로 이동은 방지하도록 상기 브레이크 피스톤과 상기 브레이크 블록의 서로 마주하는 면에 형성된 래치부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

브레이크 장치{Break Apparatus}
본 발명은 차량, 트랙터 등과 같은 이송장치의 제동에 따른 부품의 마모를 보상하는 브레이크 장치에 관한 것으로서, 특히 제동에 따른 부품의 마모가 발생하는 만큼 부품의 위치를 변위시켜 마모를 보상함으로써 제동의 신뢰성을 증대시킬 수 있게 구성한 것이다.
동력으로 주행하는 이송장치인 트랙터는 제동장치가 장착되어 운전자의 조작에 의해 정지하고 재출발할 수 있게 구성된다.
유압식 브레이크 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 주행 브레이크 페달의 작동에 의해 브레이크 피스톤(11) 측에 작동유를 공급하고, 작동유의 압력에 의해 브레이크 피스톤(11)을 축방향으로 전진시켜 기어축(7)에 조립된 브레이크 디스크(13)를 압착시켜 기어축(7)의 회전이 제동되도록 한다.
이때 브레이크 케이스(5)는 내부에 결합된 브레이크 피스톤(11)을 기어축(7)의 축방향으로 피스톤 운동되게 하는 일종의 실린더로서의 역할을 하게 된다.
따라서 트랙터의 조종부에 설치되는 좌우 주행 브레이크 페달의 조작에 따라 유로(17)에 작동유가 공급되면 브레이크 피스톤(11)은 기어축(7)에 고정된 브레이크 디스크(13) 쪽으로 이동하게 된다.
따라서, 상기 브레이크 피스톤(11)과 브레이크 케이스(5)와의 사이에 씰(seal)(19)을 결합시켜 작동유가 새는 것이 방지되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 브레이크 케이스(5)는 미션 케이스(1)와 보조 케이스(3) 사이에 결합되며, 상기 브레이크 피스톤(11)의 축방향 외측 즉, 브레이크 케이스(5) 내에는 복수의 브레이크 디스크(13)가 기어축(7) 상에 결합되어 상기 기어축(7)과 함께 회전이 이루어지게 된다.
이때 상기 브레이크 디스크(13)의 브레이크 피스톤(11)과의 반대측 마찰면이 보조 케이스(3) 외면과 접지 마찰이 이루어지는 구조를 갖게 된다.
그리고 상기 브레이크 디스크(13)의 사이에는 제동 시 브레이크 디스크(13)와 접지되어 강력한 마찰 제동력이 제공되도록, 링 형상의 플레이트(15)가 설치된다.
이와 같이 구성된 유압식 브레이크 장치에 있어서, 앞서 설명한 바와 같이 브레이크 케이스(5)와 브레이크 피스톤(11) 사이의 유로(17)에 작동유가 공급되면 브레이크 피스톤(11)이 브레이크 디스크(13) 쪽으로 이동(FD방향) 가압하여 제동한다.
한편, 작동유의 공급이 차단되면 리턴스프링의 탄성력에 의해 브레이크 피스톤(11)은 후진(BD방향)하게 되며 유로에 채워진 유압은 배출된다. 이와 같이 브레이크 피스톤(11)이 후진하여 가압상태가 해제되면 브레이크 디스크(13)는 기어축(7)을 따라 원활하게 회전하면서 가속된다.
이와 같이 작동하는 유압 브레이크 장치(10)에 있어서, 지속적으로 제동을 걸게 될 경우 브레이크 피스톤(11)과 브레이크 디스크(13)의 마찰에 의해 브레이크 디스크 (13)의 접촉면에 마모가 발생하게 된다.
브레이크 디스크 (13)의 접촉면에 마모가 발생할 경우, 마모 전의 제동력과 동일한 제동력을 발생하기 위해서는 유로(17)에 유입되는 작동유의 양이 마모 정도와 비례적으로 증가하여 한다.
하지만, 운전자는 마모 전의 운전습관에 따라 주행 브레이크 페달을 밟게 되고, 이럴 경우 제동력이 약해지고 제동거리가 길어져 사고의 위험이 증대되는 문제점이 발생한다.
대한민국 공개특허공보 제10-209-0063730호(공개일; 2009.06.18)
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 브레이크 디스크의 마모에 비례하여 브레이크 블록의 위치가 브레이크 디스크 방향으로 전진하여 위치함으로써, 브레이크 디스크의 마모를 보상할 수 있게 구성한 브레이크 마모 보상장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 작동유의 유압에 의해 상기 브레이크 디스크 방향으로 전진되고 리턴스프링의 탄성력에 의해 후진되며 전진 거리는 스토퍼에 의해 제한되는 브레이크 피스톤과, 상기 브레이크 피스톤의 외주면에 위치되고 상기 작동유의 유압에 의해 전진되어 상기 브레이크 디스크를 가압하며 상기 리턴스프링의 탄성력에 의해 상기 브레이크 피스톤과 함께 후진되는 브레이크 블록과, 상기 브레이크 블록의 상기 브레이크 디스크 방향으로 이동은 허용하고 상기 브레이크 디스크 반대방향으로 이동은 방지하도록 상기 브레이크 피스톤과 상기 브레이크 블록의 서로 마주하는 면에 형성된 래치부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 래치부는, 상기 브레이크 피스톤과 상기 브레이크 블록의 서로 마주하는 면 중 일면에 형성된 제1래치와, 타면에 형성된 홈과, 상기 제1래치와 대응하여 결합하는 제2래치가 형성되며 상기 홈에 삽입된 래치 블록과, 상기 홈에 장착되어 상기 래치 블록을 상기 일면을 향해 가압하는 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 스토퍼는 상기 브레이크 피스톤을 관통하여 브레이크 케이스에 고정되며, 상기 스토퍼의 둘레에는 상기 리턴스프링이 장착되어 브레이크 피스톤이 후진하도록 탄성력을 제공한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기 브레이크 디스크가 상기 브레이크 블록과 접하여 마모되고 상기 브레이크 블록은 상기 작동유의 유압에 의해 상기 브레이크 디스크가 마모된 만큼 전방으로 이동됨으로써 상기 브레이크 디스크 마모에 따른 브레이크 작동거리를 재조정한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 리턴스프링은 코일스프링이다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 브레이크 마모 보상장치는 브레이크 블록이 브레이크 디스크가 마모된 정도만큼씩 브레이크 디스크 쪽으로 전진해 이동함에 따라 브레이크 디스크의 마모에 의해 감소되는 제동력을 보상할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 유압 브레이크 장치를 나타낸 단면도이고,
도 2는 유압 브레이크 장치에 장착된 본 발명에 따른 브레이크 마모 보상장치를 나타낸 단면도이고,
도 3a는 도 2에 도시된 브레이크 디스크가 마모된 정도만큼 브레이크 블록이 전진한 상태를 나타낸 단면도이며,
도 3b는 도 3a에 도시된 A부분의 상세도이고,
도 4a는 도 3a에 도시된 브레이크 마모 보상장치가 제동이 해제된 상태를 나타낸 단면도이며,
도 4b는 도 4a에 도시된 B부분의 상세도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 브레이크 마모 보상장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 2는 유압 브레이크 장치에 장착된 본 발명에 따른 브레이크 마모 보상장치를 나타낸 단면도이고, 도 3a는 도 2에 도시된 브레이크 디스크가 마모된 정도만큼 브레이크 블록이 전진한 상태를 나타낸 단면도이며, 도 3b는 도 3a에 도시된 A부분의 상세도이고, 도 4a는 도 3a에 도시된 브레이크 마모 보상장치가 제동이 해제된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 B부분의 상세도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유압 브레이크 장치(100)는 작동유에 의해 전후진 이동하며 브레이크 디스크(130)를 가압하거나 가압 해제하는 브레이크 블록(141)과, 환형 구조의 브레이크 블록(141)의 내륜 쪽에 위치하여 브레이크 블록(141)을 지지하는 브레이크 피스톤(140)과, 브레이크 케이스(105)에 고정된 스토퍼(153)에 결합되어 전진(FD방향)한 브레이크 피스톤(140)이 유압 해제 시에 후진(BD방향)할 수 있도록 탄성력을 제공하는 리턴스프링(150)을 포함한다.
아래에서는 이와 같이 구성된 브레이크 장치에 대해 구체적으로 설명함에 있어 종래 기술에서 설명한 구성은 같은 구성 명칭으로 설명하며 구체적인 설명은 생략한다.
도 2 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 보조 케이스(103)와 브레이크 케이스(105)는 고정핀(109)에 의해 체결 고정되며, 브레이크 디스크(130)는 기어축(107)에 고정된다. 그리고 브레이크 블록(141)은 환형 구조의 브레이크 피스톤(140)의 외주면에 위치하며, 브레이크 블록(141)의 전면은 브레이크 디스크(130)와 마주하여 위치한다.
한편, 브레이크 블록(141)과 브레이크 피스톤(140)의 접촉면에 있어서, 브레이크 피스톤(140)의 브레이크 블록(141)과 마주하는 면에 홈이 형성되어 있고, 래치 블록(143)이 홈에 구비되며 브레이크 블록(141)의 내주면에는 제1래치(141R)가 형성된다.
따라서 브레이크 블록(141)의 제1래치(141R)는 래치 블록(143)의 상면에 형성된 제2래치(143R)와 결합된 상태이며, 브레이크 블록(141)의 제1래치(141R)와 래치 블록(143)의 제2래치(143R) 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 브레이크 블록(141)이 브레이크 디스크(130) 쪽으로 전진 이동만 가능하고, 후진하지 않게 구성된다. 구체적으로 제1래치(141R)와 제2래치(143R)는 톱니형태의 구조이며, 래치 블록(143)에 형성된 제2래치(143R)는 톱니 꼭지점이 브레이크 디스크(130)를 향하고 빗면이 후방을 향해 기울어지도록 형성되며, 브레이크 블록(141)의 제1래치(141R)는 반대방향 즉 톱니 꼭지점은 후방을 향하고 빗면이 브레이크 디스크(130)를 향해 기울어지도록 형성됨으로써, 브레이크 블록(141)이 전진할 경우 제1래치(141R)와 제2래치(143R)는 상호 빗면을 타고 전진하지만 후진하지 못하도록 구성된다.
그리고 브레이크 피스톤(140)에는 래치 블록(143)이 위치하는 홈(145)이 형성되며 홈의 바닥면에는 탄성부재 (147)가 위치하여 래치 블록(143)이 브레이크 피스톤(140) 쪽으로 이동할 수 있는 탄성력을 제공한다. 예를 들어, 홈의 바닥면에 위치한 탄성부재는 판스프링일 수 있다.
또한 브레이크 피스톤(140)에는 리턴스프링(150)인 압축코일스프링이 장착된다.
브레이크 피스톤(140)에는 리턴스프링(150)이 위치하는 스프링 홈(151)이 형성되고 스프링 홈(151)에 안착된 리턴스프링(150)에 스토퍼(153)가 삽입되며, 스토퍼(153)는 브레이크 피스톤(140)을 관통해 브레이크 케이스(105)에 체결 고정된다. 따라서 작동유에 의해 브레이크 피스톤(140)이 전진할 경우 브레이크 케이스(105)에 고정된 스토퍼(153)의 안쪽에 위치한 리턴스프링(150)이 수축되면서 브레이크 피스톤(140)이 전진한다. 그리고 유압이 해제되면 리턴스프링(150)의 탄성력에 의해 브레이크 피스톤(140)은 후진하게 되고, 브레이크 피스톤(140)과 브레이크 케이스(105)가 접하게 된다.
따라서 브레이크 피스톤(140)은 전진함에 있어 스토퍼(153)와 간섭에 의해 전진되는 거리가 제한되지만, 브레이크 블록(141)은 그 전면이 브레이크 디스크(130)와 접하여 가압할 수 있는 범위까지 작동유의 유압에 의해 이동한다.
이와 같이 구성된 브레이크 장치(100)에 있어서, 제동이 계속됨에 따라 발생하는 브레이크 디스크(130)의 마모를 브레이크 블록(141)의 전진 이동에 의해 보상하는 관계에 대해 아래에서 구체적으로 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 케이스(105)와 브레이크 블록(141)의 사이 그리고 브레이크 케이스(105)와 브레이크 피스톤(140)의 사이에 작동유가 공급되기 이전에는 브레이크 블록(141)과 브레이크 피스톤(140)이 브레이크 케이스(105)에 접한 상태가 되고, 브레이크 블록(141)과 브레이크 디스크(130) 사이는 설계된 간격으로 유지한다. 이와 같은 상태에서 브레이크 블록(141)이 브레이크 디스크(130)를 가압하는 제동이 걸리고 그 회수가 반복되면서 브레이크 디스크(130)는 마모되게 된다.
이와 같이 브레이크 디스크(130)가 마모될 경우 종래 기술에서 설명하고 있는 바와 같이 작동유에 의해 브레이크 블록(141)이 전진하더라도 브레이크 디스크(130)의 마모와 비례하여 브레이크 블록(141)이 브레이크 디스크(130)를 가압하는 힘 즉 제동력이 감소하게 된다. 하지만, 본 발명에서는 브레이크 디스크(130)가 마모되고, 이 상태에서 제동이 걸릴 경우 브레이크 블록(141)의 후면에 가해지는 유압에 의해 브레이크 블록(141)이 브레이크 디스크(130) 쪽으로 전진 이동하게 된다. 이때 브레이크 블록(141)의 제1래치(141R) 빗면이 래치 블록(143)의 제2래치(143R) 빗면을 타고 넘어가면서 전진하게 된다.
브레이크 블록(141)이 브레이크 디스크(130)의 마모된 거리만큼 전진하여 브레이크 디스크(130)를 가압하여 제동이 발생하게 된다. 즉 브레이크 디스크(130)의 마모 거리만큼 브레이크 블록(141)이 전진하여 위치함으로써, 브레이크 디스크(130)의 마모를 보상하여 제동력의 감소를 최소화할 수 있게 된다.
한편 운전자가 제동을 해제하여 작동유가 빠지게 되면 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 리턴스프링(150)의 탄성력에 의해 브레이크 피스톤(140)은 후진하게 되고, 탄성부재(147)의 탄성력은 래치 블록(143)을 브레이크 블록(141)쪽으로 가압하기 때문에 브레이크 피스톤(140)이 후진방향으로 이동할 때 브레이크 블록(141)도 함께 후진방향(BD방향)으로 같이 이동하게 된다. 이때 브레이크 블록(141)이 전진한 이동 거리(d)만큼 브레이크 블록(141)과 브레이크 케이스(105)와의 사이에는 공간이 형성된다.
따라서 운전자가 주행 브레이크 페달을 작동시켜 다시 제동을 걸 경우, 작동유가 유로로 공급되며 공급된 작동유의 압력에 의해 전진한 브레이크 블록(141)이 브레이크 디스크(130)를 가압하여 제동하게 된다.
결과적으로 브레이크 디스크(130)의 마모된 거리만큼 이 유압에 의해 브레이크 블록(141)이 전진하게 됨으로써 브레이크 디스크(130)의 마모에 의해 감소되는 제동력을 보상할 수 있게 된다.
이와 같이 구성된 브레이크 장치에 있어서, 앞서 설명한 실시예에서는 래치 블록이 브레이크 피스톤에 형성된 것으로 설명하고 있으나, 브레이크 블록에 홈이 형성되고 홈에 래치 블록이 삽입되어 탄성부재의 탄성력에 의해 래치 블록의 래치가 브레이크 피스톤에 형성된 래치를 가압하여 결합되도록 구성할 수 있다.
100 : 브레이크 장치
101 : 미션 케이스
103 : 보조 케이스
105 : 브레이크 케이스
107 : 기어축
109 : 고정핀
130 : 브레이크 디스크
140 : 브레이크 피스톤
141 : 브레이크 블록
141R : 제1래치
143R : 제2래치
143 : 래치 블록
145 : 홈
147 : 탄성부재
150 : 리턴스프링
151 : 스프링 홈
153 : 스토퍼
d : 브레이크 블록 전진 거리

Claims (5)

  1. 작동유의 유압에 의해 상기 브레이크 디스크(130) 방향으로 전진되고 리턴스프링(150)의 탄성력에 의해 후진되며 전진 거리는 스토퍼(153)에 의해 제한되는 브레이크 피스톤(140)과,
    상기 브레이크 피스톤(140)의 외주면에 위치되고 상기 작동유의 유압에 의해 전진되어 상기 브레이크 디스크(130)를 가압하며 상기 리턴스프링(150)의 탄성력에 의해 상기 브레이크 피스톤(140)과 함께 후진되는 브레이크 블록(141)과,
    상기 브레이크 블록(141)의 상기 브레이크 디스크(130) 방향으로 이동은 허용하고 상기 브레이크 디스크(130) 반대방향으로 이동은 방지하도록 상기 브레이크 피스톤(140)과 상기 브레이크 블록(141)의 서로 마주하는 면에 형성된 래치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 래치부는,
    상기 브레이크 피스톤(140)과 상기 브레이크 블록(141)의 서로 마주하는 면 중 일면에 형성된 제1래치(141R)와,
    타면에 형성된 홈(145)과,
    상기 제1래치(141R)와 대응하여 결합하는 제2래치(143R)가 형성되며 상기 홈(145)에 삽입된 래치 블록(143)과,
    상기 홈(145)에 장착되어 상기 래치 블록(143)을 상기 일면을 향해 가압하는 탄성력을 제공하는 탄성부재(147)를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼(153)는 상기 브레이크 피스톤(140)을 관통하여 브레이크 케이스(105)에 고정되며, 상기 스토퍼(153)의 둘레에는 상기 리턴스프링(150)이 장착되어 브레이크 피스톤(140)이 후진하도록 탄성력을 제공하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크(130)가 상기 브레이크 블록(141)과 접하여 마모되고 상기 브레이크 블록(141)은 상기 작동유의 유압에 의해 상기 브레이크 디스크(130)가 마모된 만큼 전방으로 이동됨으로써 상기 브레이크 디스크(130) 마모에 따른 브레이크 작동거리를 재조정하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 리턴스프링(150)은 코일스프링인 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
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