KR20190027535A

KR20190027535A - 회전방향 자유도를 갖는 철도차량용 시소타입 제동패드

Info

Publication number: KR20190027535A
Application number: KR1020170114435A
Authority: KR
Inventors: 김민수; 김재철
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2017-09-07
Filing date: 2017-09-07
Publication date: 2019-03-15
Also published as: KR101963382B1

Abstract

회전방향 자유도를 갖는 철도차량용 시소타입 제동패드는 제동 디스크와 접촉하는 마찰재, 상기 마찰재가 고정되는 마찰재 지지판, 및 상기 마찰재 지지판과 결합되는 백플레이트를 포함한다. 상기 마찰재 지지판은, 중앙에 한 쌍으로 돌출되는 시소작용 볼, 및 상기 시소작용 볼의 양 끝단에 한 쌍으로 돌출되는 회전안내 볼을 포함하고, 상기 백플레이트는, 상기 시소작용 볼과 결합되는 한 쌍의 시소작용 홈, 및 상기 회전안내 볼이 삽입되며 상기 회전안내 볼의 이동을 가이드하는 한 쌍의 회전 안내홈을 포함한다.

Description

회전방향 자유도를 갖는 철도차량용 시소타입 제동패드{FLEXIBLE SEESAW TYPE BRAKE PAD FOR RAILWAY VEHICLES}

본 발명은 시소타입 제동패드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철도차량에 사용되는 제동패드로서 회전방향으로 자유도를 갖도록 하여 마찰재 표면이 디스크 표면에 보다 균일하게 접촉되어 제동성능 향상이 가능한 철도차량용 시소타입 제동패드에 관한 것이다.

종래 철도차량에 사용되는 제동장치의 제동패드는 회전하는 축디스크 또는 휠디스크에 접촉하는 마찰재에 의한 마찰력을 통해 제동을 수행한다.

이러한 철도차량용 제동패드에서, 상기 마찰재는 백플레이트에 고정되는데, 상기 마찰재와 상기 백플레이트와의 고정 상태를 기준으로 마찰재가 백플레이트에 직접 고정되는 고정타입(rigid type)과 마찰재가 지지판을 통해 백플레이트에 유연하게 결합되는 유연타입(flexible type)으로 분류된다.

상기 고정타입의 제동패드는 일본 등록특허 제3916753호에서와 같이, 마찰재가 제동디스크 표면에 직접 접촉력을 전달하는 것으로, 마찰재가 제동디스크 표면에 일부만 접촉하여 제동 면적이 감소하고 국부적으로 높은 마찰열이 발생되어 제동디스크 균열을 야기하는 문제가 있다.

한편, 상기 유연타입의 제동패드는 상기 고정타입의 제동패드의 문제점을 해결하기 위해 제안된 기술로, 마찰재의 지지판에 탄성체를 추가하여 제동면적을 증가시켜 제동성능을 개선시키는 것을 특징으로 한다. 그러나, 상기 추가되는 탄성체의 구조가 복잡하여 제조에 어려움이 있으며 내구성에 한계가 있다. 또한, 반복적인 제동이 수행됨에 따라 발생되는 고온이나 진동에 의한 상기 탄성체의 변형으로 탄성기능이 감소되거나 손실되는 문제점이 있다.

일본 등록특허 제3916753호 대한민국 등록특허 제10-1619752호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 상대적으로 간단한 구조로서 제동 디스크의 회전방향을 따른 자유도를 부여하고, 제동 디스크의 외경 및 내경의 원주 형상에 적합하도록 하여, 제동성능을 향상시키고 내구성을 높이며 제작이 비교적 용이한 회전방향 자유도를 갖는 철도차량용 시소타입 제동패드에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 시소타입 제동패드는 제동 디스크와 접촉하는 마찰재, 상기 마찰재가 고정되는 마찰재 지지판, 및 상기 마찰재 지지판과 결합되는 백플레이트를 포함한다. 상기 마찰재 지지판은, 중앙에 한 쌍으로 돌출되는 시소작용 볼, 및 상기 시소작용 볼의 양 끝단에 한 쌍으로 돌출되는 회전안내 볼을 포함하고, 상기 백플레이트는, 상기 시소작용 볼과 결합되는 한 쌍의 시소작용 홈, 및 상기 회전안내 볼이 삽입되며 상기 회전안내 볼의 이동을 가이드하는 한 쌍의 회전 안내홈을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 시소작용 홈의 깊이보다 상기 회전 안내홈의 깊이가 더 깊어, 상기 마찰재 지지판은 상기 백플레이트 상에서 상기 시소작용 홈을 중심으로 시소(seesaw)동작할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 한 쌍의 회전 안내홈은 상기 한 쌍의 시소작용 홈의 중앙을 기준으로 대칭으로 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 회전 안내홈은 소정 길이 연장되도록 형성되어, 상기 마찰재 지지판은 상기 한 쌍의 시소작용 홈의 중앙을 중심으로 상기 백플레이트에 대하여 회전할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 시소작용 홈은 단면이 타원형 형상으로 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 마찰재 지지판은, 상기 한 쌍의 시소작용 볼의 중앙에 형성된 제1 고정홀을 포함하고, 상기 백플레이트는, 상기 제1 고정홀과 고정수단을 통해 고정되는 제2 고정홀을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 마찰재는, 상기 마찰재 지지판에 서로 대칭으로 고정되는 한 쌍의 제1 및 제2 마찰재들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 마찰재 지지판은, 상기 시소작용 볼과 상기 회전안내 볼의 사이에, 상기 마찰재가 침투되며 고정되는 마찰재 결합홀, 및 상기 마찰재 결합홀에 인접하여, 결합수단을 통해 상기 마찰재와 상기 마찰재 지지판을 고정시키는 마찰재 고정홀을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 백플레이트는, 상기 마찰재 지지판의 이동이 상기 결합수단에 의해 간섭되는 것을 방지하는 간섭 방지홀을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 마찰재 지지판은 복수개가 상기 백플레이트 상에 고정되며, 상기 백플레이트는 한 개의 마찰재 지지판에 대응되는 백플레이트 유닛을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 마찰재 지지판은 사각 플레이트 형상 또는 서로 마주하는 상부 및 하부 모서리들이 원주 형상을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 상기 백플레이트는 복수개가 서로 연결되며, 서로 연결되는 상기 백플레이트들의 하부 모서리들은 제동 디스크의 마찰면의 내경을 따라 연장되고, 서로 연결되는 상기 백플레이트들의 상부 모서리들은 제동 디스크의 마찰면의 외경을 따라 연장될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 마찰재 지지판들은 제동 디스크와 마찰됨에 따라 상기 백플레이트 상에서 최적 위치로 위치할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 탄성체를 사용하지 않으면서도, 마찰재 지지판이 백플레이트에 대하여 시소 동작을 수행하고, 마찰재 지지판이 백플레이트 상에서 소정 방향 회전도 가능하도록 하여 최적 위치로 위치하도록 하여, 마찰재 표면이 디스크에 보다 균일하게 접촉이 가능하여 제동력을 향상시킬 수 있다.

또한, 마찰재 지지판을 백플레이트 상에 원주 형상으로 배열함으로써, 제동 디스크의 곡률과 유사도록 배치할 수 있어 제동 효과를 보다 향상시킬 수 있다.

그리하여, 제동시 발생되는 마찰열 또는 진동에 의한 종래 탄성체의 성능저하를 해결하고, 이에 따른 제동패드의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 상대적으로 제작이 용이하여 제작비를 절감할 수 있다.

즉, 마찰재 지지판에는 시소작용 볼 및 회전안내 볼을 형성하고, 백플레이트에는 이에 대응되는 시소작용 홈 및 회전 안내홈을 형성하는 간단한 설계만으로, 시소작용을 유도하면서도 회전도 가능하도록 제동패드를 제작할 수 있다.

특히, 회전 안내홈을 시소작용 홈 보다 깊게 형성하여 시소작용을 유도하고, 회전 안내홈이 소정 길이 연장되도록 형성하여 회전이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 고정수단을 통해 제1 고정홀과 제2 고정홀을 고정시킴으로써 마찰재 지지판과 백플레이트 사이의 고정 접촉점을 형성함으로써, 상대적인 시소동작으로 접촉 면적이 일정하지 않은 경우라도, 마찰재로부터 발생하는 열을 백플레이트로 효과적으로 전달할 수 있다.

또한, 마찰재 지지판 상에 마찰재를 고정하기 위한 결합홀 및 고정홀을 형성하여, 마찰재의 고정력을 향상시키며, 이 경우, 상기 결합에 의해 마찰재 지지판의 이동이 간섭되는 것을 방지하기 위해 백플레이트 상에 간섭 방지홀을 형성하여, 상기 상대적인 시소 동작 및 회전 동작의 간섭을 최소화할 수 있다.

또한, 복수의 마찰재 지지판을 백플레이트 상에 배치하는 경우, 제동 디스크와 접촉하는 제동패드의 위치에 따라 서로 다른 곡률을 가지므로 최대 곡률에 유사하도록 마찰재 지지판을 배치함으로써 마찰재 지지판의 최소 회전에 의해 최적 마찰재 배열 위치를 찾아갈 수 있도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 시소타입 제동패드를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 마찰재 지지판을 도시한 저면도 및 측면도이다.
도 3은 도 1의 백플레이트를 도시한 평면도 및 측면도이다.
도 4는 도 1의 마찰재 지지판 및 백플레이트를 동시에 도시한 측면도이다.
도 5는 도 1의 시소타입 제동패드에서 마찰재 지지판의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 1의 시소타입 제동패드에서 마찰재 지지판의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 1의 시소타입 제동패드가 연속되어 배열된 상태를 도시한 평면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 시소타입 제동패드를 도시한 사시도이다.

도 1 을 참조하면, 본 실시예에 의한 시소타입 제동패드(10)는 마찰유닛(100) 및 백플레이트(200)를 포함하며, 상기 마찰유닛(100)은 마찰재 지지판(110) 및 마찰재(120)를 포함하고, 상기 백플레이트(200)는 백플레이트 유닛(210) 및 도브 테일(201)을 포함한다.

상기 제동패드(10)는 철도차량의 제동 디스크(미도시)에 접촉하여 마찰력을 제공하며, 이를 통해 철도차량의 제동을 수행하게 된다.

상기 마찰재(120)는 제1 및 제2 마찰재들(121, 122)을 포함하며, 각각은 서로 대칭되는 형상으로 상기 마찰재 지지판(110) 상에 실장되며 고정된다.

상기 마찰재 지지판(110)은 플레이트 형상으로 상면에는 상기 마찰재(120)가 고정되며, 상기 백플레이트(200) 상에 결합된다.

이 경우, 상기 백플레이트(200)는 복수의 백플레이트 유닛들(210)이 형성되며, 상기 각각의 백플레이트 유닛들(210)에 상기 하나의 마찰재 지지판(110)이 결합되며, 이에 따라, 상기 백플레이트(200) 상에는 복수의 마찰재 지지판들(110)이 결합된다.

한편, 상기 백플레이트(200) 상에 결합되는 상기 마찰재 지지판들(110)의 배열 등에 대하여는 후술되는 도 5 내지 7을 참조하여 설명한다.

상기 도브 테일(201)은 상기 백플레이트(200)를 캘리퍼 홀더(미도시)에 고정시키는 것으로, 상기 백플레이트(200)의 하면에 결합된다.

이하에서는 후술되는 도면을 참조하여 상기 마찰재 지지판(110) 및 상기 백플레이트(200)의 백플레이트 유닛(210)에 대하여 상술한다.

도 2는 도 1의 마찰재 지지판을 도시한 저면도 및 측면도이다. 도 3은 도 1의 백플레이트를 도시한 평면도 및 측면도이다. 도 4는 도 1의 마찰재 지지판 및 백플레이트를 동시에 도시한 측면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 마찰재 지지판(110)은 전체적으로 사각형 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 서로 마주하는 상면 및 하면이 라운드 된 형상을 가질 수도 있고, 모서리 부분은 곡면으로 라운드 된 형상일 수도 있다.

이와 달리, 상기 마찰재 지지판(110)은 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 소정 두께를 가지는 플레이트 형상이다.

상기 마찰재 지지판(110)의 중앙에는 제1 고정홀(111)이 형성되며, 상기 제1 고정홀(111)은 후술되는 상기 백플레이트 유닛(210)의 제2 고정홀(211)과 정렬되고, 상기 제1 및 제2 고정홀(111, 211)을 통해 별도의 고정수단, 예를 들어, 리벳이나 핀 등을 통해 서로 고정된다.

그리하여, 상기 마찰재 지지판(110)은 상기 백플레이트 유닛(210)과 고정된다.

상기 제1 고정홀(111)을 중심으로 제2 방향(Y)의 양 끝단에는 시소 작용볼(112)이 형성된다. 즉, 상기 시소 작용볼(112)은 한 쌍으로 형성되며, 상기 마찰재 지지판(110)의 하부 방향으로 볼(ball)의 형상으로 볼록하게 돌출되도록 형성된다.

또한, 상기 제1 고정홀(111)을 중심으로 제2 방향(Y)에 수직인 제1 방향(X)의 양 끝단에는 회전 안내 볼(115)이 형성된다. 즉, 상기 회전안내 볼(115)도 한 쌍으로 형성되며, 상기 마찰재 지지판(110)의 하부 방향으로 볼록하게 돌출되며, 상기 돌출되는 단면은 도 2에 도시된 바와 같이 사각 형상일 수 있다.

이와 달리, 상기 회전안내 볼(115) 역시, 볼(ball) 형상으로 볼록하게 돌출될 수도 있다.

한편, 상기 제1 고정홀(111)과 상기 회전안내 볼(115) 사이에 마찰재 고정홀(114)이 형성된다. 즉, 상기 마찰재 고정홀(114) 역시, 한 쌍으로 형성되며, 상기 제1 고정홀(111)과 일 측의 상기 회전안내 볼(115)의 사이, 및 상기 제1 고정홀(111)과 다른 측의 상기 회전안내 볼(115)의 사이에 각각 형성된다.

또한, 상기 마찰재 고정홀(114)을 중심으로 상기 제2 방향을 따라 양 끝단에 각각 마찰재 결합홀(113)이 형성된다. 즉, 상기 마찰재 고정홀(114)이 한 쌍으로 형성되므로, 상기 마찰재 결합홀(113)은 두 쌍으로 형성된다.

즉, 상기 마찰재 결합홀(113)과 상기 마찰재 고정홀(114)은 상기 제2 방향을 따라 일렬로 배열된다. 또한, 도 2에서는, 상기 마찰재 결합홀(113)의 크기가 상기 마찰재 고정홀(114)의 크기보다 큰 것을 도시하였으나, 크기는 서로 다양하게 형성될 수 있다.

상기 마찰재 결합홀(113)은, 상기 마찰재(120)를 상기 마찰재 지지판(110) 상에 실장시켜 고정하는 단계에서, 상기 마찰재(120)의 고정력을 향상시키기 위해 상기 마찰재(120)를 상기 마찰재 지지판(110)의 내측으로 침투시키며 고정하는 것이며 이를 통해 마찰재(120)의 고정력이 향상된다.

상기 마찰재 고정홀(114)은 상기 마찰재(120)와 상기 마찰재 지지판(110)의 고정을 위해, 별도의 결합수단(미도시), 예를 들어, 핀 또는 리벳 등이 삽입되는 고정되는 홀이다.

이 경우, 상기 결합수단은 상기 마찰재 고정홀(114)을 통해 하부로 돌출될 수 있으며, 이렇게 돌출된 결합수단에 의해 상기 마찰재 지지판(110)이 상기 백플레이트 유닛(210) 상에서 이동되는 것이 간섭될 수 있으며, 이러한 간섭을 방지하기 위한 별도의 간섭 방지홈(214)이 형성되고, 이는 후술한다.

상기 백플레이트 유닛(210)은 상기 한 개의 마찰재 지지판(110)에 대응되는 부분으로서, 별도의 플레이트 형상으로 형성되는 것은 아니며, 상기 백플레이트(200)의 일부 영역으로, 상기 마찰재 지지판(110)에 대응되는 영역에 해당된다.

이에 따라, 상기 백플레이트(200) 상에는 복수의 백플레이트 유닛(210)들이 형성되며, 각각의 백플레이트 유닛(210)의 형상은 모두 동일하다고 할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 백플레이트 유닛(210)의 중앙에는 전술한 바와 같이 상기 제1 고정홀(111)과 제3 방향(Z)으로 정렬되는 제2 고정홀(211)이 형성되며, 상기 제1 고정홀(111)과 상기 제2 고정홀(211)은 별도의 고정수단을 통해 서로 고정된다.

이와 같이, 상기 고정수단을 통해 상기 백플레이트 유닛(210)에 상기 마찰재 지지판(110)이 고정되므로, 상기 마찰재 지지판(110)은 상기 고정을 통해 상기 백플레이트 유닛(210)에 대하여 상대적인 시소 동작을 수행할 수 있다.

나아가, 상기 마찰재 지지판(110)과 상기 백플레이트 유닛(210) 사이의 상대적인 시소 동작으로 접촉점이 서로 변할 수 있지만, 상기 고정수단을 통해 상기 제1 고정홀(111)과 상기 제2 고정홀(211)은 접촉이 유지되므로, 상기 마찰재(120)를 통해 발생되는 열이 효과적으로 상기 백플레이트 유닛(210)으로 전달되며 방열될 수 있다.

상기 제2 고정홀(211)을 중심으로 상기 제2 방향으로 양 끝단에는 시소 작용홈(212)이 형성되며, 상기 시소 작용홈(212)은 한 쌍으로, 상기 시소 작용볼(112)이 형성되는 위치와 정렬되어 동일한 위치에 형성된다.

그리하여, 상기 시소 작용볼(112)은 상기 시소 작용홈(212)의 내측으로 위치하며, 후술되는 소위, 시소 동작의 중심점으로서의 역할을 수행한다.

즉, 상기 시소 작용볼(112)은 상기 시소 작용홈(212)에 삽입되며 위치하고, 이 경우, 상기 시소 작용볼(112)의 돌출 깊이와 동일하게 상기 시소 작용홈(212)이 함입되므로 상기 시소 작용볼(112)은 상기 시소 작용홈(212)에 삽입되어 위치한 상태에서 후술되는 시소 동작의 중심점이 된다.

다만, 도시된 바와 같이, 상기 시소 작용볼(112)은 구(sphere) 형상으로 돌출되지만, 상기 시소 작용홈(212)은 단면이 타원인 형상으로 함입되며, 이에 따라 상기 시소 작용볼(112)은 상기 시소 작용홈(212)에 삽입된 상태에서 상기 시소 작용홈(212)에 의해 가이드되며 상기 제2 고정홀(211)을 중심으로 상대적으로 회전되며 이동될 수 있다.

이 경우, 상기 타원 형상의 단면을 가지는 시소 작용홈(212)의 장반경에 따라 상기 시소 작용볼(112)의 이동량을 설정할 수 있으며, 상기 시소 작용홈(212)의 함입 형상의 특징으로, 상기 마찰재 지지판(110)은 상기 백플레이트 유닛(210) 상에서 상기 제1 고정홀(111)을 중심으로 회전되며 동작될 수 있다.

즉, 후술되는 시소 동작 외에, 상기 마찰재 지지판(110)은 상기 백플레이트 유닛(210) 상에서 일정량 만큼 회전이 가능하도록 상기 백플레이트 유닛(210)과 결합된다.

한편, 상기 제2 고정홀(211)을 중심으로 상기 제1 방향(X)의 양 끝단에 회전 안내홈(215)이 형성된다. 즉, 상기 회전 안내홈(215)도 한 쌍으로 상기 백플레이트 유닛(210) 상에 형성되며, 이 경우, 상기 회전 안내홈(215)의 중심은 상기 회전 안내볼(115)의 중심과 정렬된다.

한편, 상기 회전 안내홈(215)은 상기 제2 방향(Y)으로 소정길이 연장되도록 형성되며, 이에 따라 상기 회전 안내볼(115)은 상기 회전 안내홈(215)에 삽입된 상태에서 상기 회전 안내홈(215)에 의해 가이드되며 이동될 수 있다.

즉, 본 실시예에서는, 상기 시소 작용볼(112)은 상기 시소 작용홈(212)에 삽입된 상태에서 가이드되며 상기 제1 방향(X)으로 이동이 가능하고, 상기 회전 안내볼(115)은 상기 회전 안내홈(215)에 삽입된 상태에서 가이드되며 상기 제2 방향(Y)으로 이동이 가능하다. 그리하여, 전체적으로 상기 마찰재 지지판(110)은 상기 백플레이트 유닛(210) 상에서 상기 제1 고정홀(111)을 중심으로 회전이 가능하게 된다.

이 경우, 상기 회전 가능한 범위는 도 3에 상기 제2 고정홀(211)을 중심으로 화살표로 표시된 범위 이내의 회전 영역일 수 있다.

실제 제동이 수행되는 경우, 상기 마찰재(120)와 제동 디스크 사이에 최적 접촉 상태는 제동 디스크나 제동 패드들 사이의 형상, 구조, 제동 상황 등의 다양한 요소들의 영향으로 인해 다양하게 변화할 수 있는데, 본 실시예에서와 같이, 상기 마찰재 지지판(110)이 상기 백플레이트 유닛(210) 상에서 회전이 가능함에 따라, 실제 제동에 있어서, 상기 마찰재(120)가 고정되는 상기 마찰재 지지판(110)이 상기 백플레이트 유닛(110)에 최적 제동이 수행되는 위치로 위치할 수 있다.

한편, 상기 제2 고정홀(211) 및 상기 회전 안내홈(215)의 사이에는 간섭 방지홈(214)이 형성된다. 상기 간섭 방지홈(214)도 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마찰재 지지판(110)이 회전 가능한 영역의 범위에서 상기 제2 방향(Y)을 따라 소정길이 연장되는 홈으로 형성된다.

이 경우, 상기 간섭 방지홈(214)은 상기 마찰재(120)가 상기 마찰재 지지판(110)에 고정되면서 상기 마찰재 지지판(110)의 하부로 돌출될 수 있는 상기 결합수단이 상기 마찰재 지지판(110)과 상기 백플레이트 유닛(210) 사이의 회전 동작에 간섭을 야기하는 것을 방지하기 위한 홈이다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 시소작용 홈(212)의 깊이보다 상기 회전 안내 홈(215)의 깊이가 더 깊게 형성된다. 이 경우, 상기 시소작용 볼(112)과 상기 회전 안내볼(115)은 동일한 깊이로 돌출될 수 있다.

그리하여, 상기 시소작용 홈(212)에 상기 시소 작용볼(112)이 삽입된 상태에서, 상기 회전 안내홈(215)에 삽입된 상기 회전 안내볼(115)은 상기 회전 안내홈(215)과의 사이에서 유격이 발생하며, 이에 따라 상기 마찰재 지지판(110)은 상기 백플레이트 유닛(210)에 대하여 시소 동작이 발생하게 된다.

또한, 상기 시소 동작이 발생하는 경우, 상기 시소작용 홈(212)에 삽입된 상기 시소 작용볼(112)이 시소 동작에서의 고정부 역할을 수행하므로, 상기 마찰재 지지판(110)은 상기 백플레이트 유닛(210)에 대하여 상기 시소작용 홈(212)을 기준으로 시소동작을 하게 된다.

이와 같은, 상기 마찰재 지지판(110)과 상기 백플레이트 유닛(210) 사이의 시소동작을 통해, 제동 디스크와의 제동을 수행하는 과정에서, 상기 마찰재 지지판(110)이 상기 백플레이트 유닛(210) 상에서 제동을 수행할 수 있는 최적의 위치로 위치할 수 있으며, 이를 통해 제동 효과를 향상시키고 상기 마찰재(120)가 국부적으로만 접촉하는 문제를 해결하여, 최적의 마찰재 배열을 효과적으로 찾을 수 있게 된다.

특히, 상기 마찰재 지지판(110)이 상기 백플레이트 유닛(210) 상에서 소정 각도 회전 가능하도록 결합되는 것과는 별도로 상기 시소 작용을 통해 최적 배열 위치를 유도할 수 있으므로, 제동의 초기 동작에서 최적 배열 위치를 보다 효과적으로 찾을 수 있다.

도 5는 도 1의 시소타입 제동패드에서 마찰재 지지판의 일 예를 도시한 사시도이다.

도 5를 참조하면, 본 예에서의 마찰재 지지판(310)의 각각은 전체적으로 사각 플레이트 형상을 가지되, 제1 면(즉, 도 5에 도시된 마찰재 지지판 각각의 상부측 면)과 상기 제1 면에 마주하는 제2 면(즉, 도 5에 도시된 마찰재 지지판 각각의 하부측 면)이 원주 형상의 곡면으로 형성될 수 있다.

그리하여, 상기 백플레이트(200) 상에 결합되는 상기 마찰재 지지판(310)들은 전체적으로, 상기 제동 디스크의 라운드된 형상과 유사한 곡면 형상으로 배열되어, 보다 효과적인 제동을 수행할 수 있다.

도 6은 도 1의 시소타입 제동패드에서 마찰재 지지판의 다른 예를 도시한 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 예에서의 마찰재 지지판(410)의 각각은 사각 플레이트 형상을 가진다. 다만, 상기 마찰재 지지판(410)이 결합되는 상기 백플레이트 유닛(210)은 상기 백플레이트(200) 상에서 전체적으로 원주 형상의 곡면을 형성하므로, 도시된 바와 같이, 상기 백플레이트(200) 상에 결합되는 상기 마찰재 지지판(410)들도 전체적으로는 상기 제동 디스크의 라운드된 형상과 유사한 곡면 형상으로 배열될 수 있다.

이 경우, 상기 마찰재 지지판(410)이 사각 플레이트 형상을 가지므로, 상대적으로 상기 마찰재 지지판(410) 및 이에 고정되는 상기 마찰재(120)의 제작이 용이한 장점이 있다.

도 7은 도 1의 시소타입 제동패드가 연속되어 배열된 상태를 도시한 평면도이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에서의 상기 백플레이트(200)는 도시된 바와 같이 서로 인접하도록 복수개가 배열되며, 상기 백플레이트(200) 각각에도 이미 설명한 바와 같이 상기 마찰재 지지판이 결합되는 복수의 백플레이트 유닛들이 형성된다.

한편, 실제 제동 디스크의 경우 전체적으로 원형 플레이트 형상을 가지며, 상기 제동 디스크가 마찰되는 면은 도시된 바와 같이, 마찰재 내경(202)과 마찰재 외경(203) 사이에 해당된다. 또한, 상기 마찰재 내경(202) 및 상기 마찰재 외경(203)은 모두 원주 형상을 가진다.

따라서, 본 실시예에 의한 제동패드(10)의 제동력을 높이기 위해서는 상기 제동 디스크가 가지는 원주 형상과 유사한 라운드 형태로 상기 백플레이트 유닛들을 배열하는 것이 필요하다. 특히, 제동 디스크와 접촉하는 위치에 따라 상기 마찰재 지지판(110)이 배열되는 전체적인 곡률도 상기 제동 디스크의 곡률과 유사하게 형성하는 것이 바람직하므로, 도 7에 도시된 바와 같이 각 위치마다 서로 다른 곡률을 가지도록 상기 백플레이트 유닛을 배열하는 것이 필요하다.

이에 따라, 초기 제동 상태에서, 보다 빠르고 효과적으로 상기 마찰재들이 제동 효과를 극대화할 수 있는 최적 위치에 배치될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 탄성체를 사용하지 않으면서도, 마찰재 지지판이 백플레이트에 대하여 시소 동작을 수행하고, 마찰재 지지판이 백플레이트 상에서 소정 방향 회전도 가능하도록 하여 최적 위치로 위치하도록 하여, 마찰재 표면이 디스크에 보다 균일하게 접촉이 가능하여 제동력을 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 철도차량용 시소타입 제동패드는 철도 차량의 제동을 위해 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

10 : 시소타입 제동패드 100 : 마찰유닛
110 : 마찰재 지지판 120 : 마찰재
111 : 제1 고정홀 112 : 시소 작용볼
113 : 마찰재 결합홀 114 : 마찰재 고정홀
115 : 회전 안내볼 200 : 백플레이트
201: 도브테일 210 : 백플레이트 유닛
211 : 제2 고정홀 212 : 시소 작용홈
214 : 간섭 방지홀 215 : 회전 안내홈

Claims

제동 디스크와 접촉하는 마찰재, 상기 마찰재가 고정되는 마찰재 지지판, 및 상기 마찰재 지지판과 결합되는 백플레이트를 포함하며,
상기 마찰재 지지판은, 중앙에 한 쌍으로 돌출되는 시소작용 볼, 및 상기 시소작용 볼의 양 끝단에 한 쌍으로 돌출되는 회전안내 볼을 포함하고,
상기 백플레이트는, 상기 시소작용 볼과 결합되는 한 쌍의 시소작용 홈, 및 상기 회전안내 볼이 삽입되며 상기 회전안내 볼의 이동을 가이드하는 한 쌍의 회전 안내홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제1항에 있어서,
상기 시소작용 홈의 깊이보다 상기 회전 안내홈의 깊이가 더 깊어, 상기 마찰재 지지판은 상기 백플레이트 상에서 상기 시소작용 홈을 중심으로 시소(seesaw)동작하는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제2항에 있어서,
상기 한 쌍의 회전 안내홈은 상기 한 쌍의 시소작용 홈의 중앙을 기준으로 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제3항에 있어서,
상기 회전 안내홈은 소정 길이 연장되도록 형성되어, 상기 마찰재 지지판은 상기 한 쌍의 시소작용 홈의 중앙을 중심으로 상기 백플레이트에 대하여 회전하는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제4항에 있어서,
상기 시소작용 홈은 단면이 타원형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제1항에 있어서,
상기 마찰재 지지판은, 상기 한 쌍의 시소작용 볼의 중앙에 형성된 제1 고정홀을 포함하고,
상기 백플레이트는, 상기 제1 고정홀과 고정수단을 통해 고정되는 제2 고정홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제1항에 있어서, 상기 마찰재는,
상기 마찰재 지지판에 서로 대칭으로 고정되는 한 쌍의 제1 및 제2 마찰재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제7항에 있어서, 상기 마찰재 지지판은,
상기 시소작용 볼과 상기 회전안내 볼의 사이에, 상기 마찰재가 침투되며 고정되는 마찰재 결합홀; 및
상기 마찰재 결합홀에 인접하여, 결합수단을 통해 상기 마찰재와 상기 마찰재 지지판을 고정시키는 마찰재 고정홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제8항에 있어서, 상기 백플레이트는,
상기 마찰재 지지판의 이동이 상기 결합수단에 의해 간섭되는 것을 방지하는 간섭 방지홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제1항에 있어서,
상기 마찰재 지지판은 복수개가 상기 백플레이트 상에 고정되며,
상기 백플레이트는 한 개의 마찰재 지지판에 대응되는 백플레이트 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제10항에 있어서,
상기 마찰재 지지판은 사각 플레이트 형상 또는 서로 마주하는 상부 및 하부 모서리들이 원주 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제10항에 있어서,
상기 백플레이트는 복수개가 서로 연결되며,
서로 연결되는 상기 백플레이트들의 하부 모서리들은 제동 디스크의 마찰면의 내경을 따라 연장되고, 서로 연결되는 상기 백플레이트들의 상부 모서리들은 제동 디스크의 마찰면의 외경을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.
제10항에 있어서,
상기 복수의 마찰재 지지판들은 제동 디스크와 마찰됨에 따라 상기 백플레이트 상에서 최적 위치로 위치하는 것을 특징으로 하는 시소타입 제동패드.