KR20210004745A - 캘리퍼 브레이크 - Google Patents

캘리퍼 브레이크 Download PDF

Info

Publication number
KR20210004745A
KR20210004745A KR1020190081622A KR20190081622A KR20210004745A KR 20210004745 A KR20210004745 A KR 20210004745A KR 1020190081622 A KR1020190081622 A KR 1020190081622A KR 20190081622 A KR20190081622 A KR 20190081622A KR 20210004745 A KR20210004745 A KR 20210004745A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
seal member
piston
braking
caliper brake
space
Prior art date
Application number
KR1020190081622A
Other languages
English (en)
Inventor
강동구
Original Assignee
주식회사 만도
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 만도 filed Critical 주식회사 만도
Priority to KR1020190081622A priority Critical patent/KR20210004745A/ko
Priority to PCT/KR2020/003484 priority patent/WO2021006457A1/ko
Priority to EP20837823.2A priority patent/EP3988812A4/en
Priority to CN202080048857.4A priority patent/CN114096760B/zh
Priority to US17/624,369 priority patent/US20230022467A1/en
Publication of KR20210004745A publication Critical patent/KR20210004745A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/225—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads
    • F16D55/226—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/58—Combined or convertible systems
    • B60T13/588—Combined or convertible systems both fluid and mechanical assistance or drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F16D65/183—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes with force-transmitting members arranged side by side acting on a spot type force-applying member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D2055/0004—Parts or details of disc brakes
    • F16D2055/0016—Brake calipers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/02—Fluid pressure
    • F16D2121/04—Fluid pressure acting on a piston-type actuator, e.g. for liquid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/24—Electric or magnetic using motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/02—Fluid-pressure mechanisms
    • F16D2125/08—Seals, e.g. piston seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/34—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/40—Screw-and-nut

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

본 발명의 캘리퍼 브레이크가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 한 쌍의 패드 플레이트가 디스크 측으로 진퇴 가능하게 설치된 캐리어; 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 실린더가 마련되는 캘리퍼 하우징; 실린더에 설치되고 제동유압에 의해 패드 플레이트 측으로 진퇴 가능하게 마련되는 피스톤; 실린더의 내면에 환형으로 함몰 형성되는 씰홈; 및 씰홈에 수용되고 피스톤의 외면과 씰홈의 내면에 밀착되는 씰부재;를 포함하고, 씰부재는 피스톤의 전진 방향에 위치하는 전방면의 적어도 일부가 피스톤의 전진 방향으로 돌출 형성되는 돌기를 포함하는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

Description

캘리퍼 브레이크{CALIPER BRAKE}
본 발명은 캘리퍼 브레이크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제동 해제 시 피스톤을 롤백시키는 씰부재를 포함하는 캘리퍼 브레이크에 관한 것이다.
일반적으로, 캘리퍼 브레이크는 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크와, 디스크를 가압하도록 한 쌍의 패드플레이트가 진퇴가능하게 설치된 캐리어와, 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 제동유압에 의해 피스톤이 진퇴 가능하게 설치되는 실린더가 마련된 캘리퍼 하우징 등을 구비하도록 마련될 수 있다.
이러한 캘리퍼 브레이크는 제동유압에 따른 피스톤의 가압으로 제동작용을 하고, 추가적으로 전기에 의해 동작되는 액추에이터를 채용하여 모터의 회전력을 전달받아 회전운동을 직선운동으로 변환하는 스핀들 유닛에 의해 피스톤을 가압함으로써 주차 제동작용을 수행하기도 한다. 이 때, 캘리퍼 브레이크는 통상적으로, 제동작용 후 디스크와 한 쌍의 패드플레이트에 부착된 마찰패드가 계속 마찰되는 드레그(Drag) 현상을 줄이기 위하여 실린더에 함몰 형성되는 씰홈에 수용되는 씰부재와 씰홈 내측의 롤백 챔버를 이용하여 피스톤을 후퇴시키는 방법이 이용된다.
씰부재는 캘리퍼 하우징의 실린더 내면에 형성된 환형의 씰홈에 삽입되는 링 형상을 갖추어, 실린더 내면과 피스톤 외면 사이에 개재된다. 이러한 씰부재는 실린더 내면과 피스톤 외면 사이가 밀폐되어 제동 유체가 누설되지 않도록 하는 기능과 함께 피스톤을 원래의 위치로 복귀시키는 역할을 수행한다. 제동동작 종료 후 씰부재가 변형되었다가 복원되는 탄성에 의해 전진하였던 피스톤이 다시 후퇴하여 복원되도록 하는 기능을 한다. 이를 소위 롤백(roll-back)이라 한다.
그러나, 이러한 종래의 캘리퍼 브레이크는 고압 제동 시 씰부재의 탄성변형은 완료되지만 피스톤의 전진이 계속되는 슬립이 발생하고, 그에 따라 제동 해제 시 피스톤이 원활한 복귀가 이루어지지 않아 디스크와 마찰패드가 마찰되는 드래그 현상이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 이를 극복하기 위해 씰홈의 피스톤 전진 방향의 경사면을 확장시켜 씰부재의 탄성 변형 가동범위를 증대시키는 경우에는 제동 유체의 소요 액량이 증대되어 브레이크 페달 작동 시 무효스트로크를 증가시키고 페달감을 저하시키는 한계점이 존재한다.
한국 공개특허 제10-2015-0069695호(2015. 06. 24)
본 실시 예는 고압 제동에도 불구하고, 제동 해제 시 씰부재의 롤백 성능을 온전하게 구현할 수 있는 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 씰부재의 롤백 성능을 향상시켜 브레이크 드래그 현상을 방지하고 차량의 연비 효율을 향상시키는 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 저압 제동 시 씰부재의 조기 변형을 방지하여 제동 유체의 소요액량을 감소시키고, 그에 따라 무효스트로크를 저감시키고 운전자의 페달감을 향상시키는 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 한 쌍의 패드 플레이트가 디스크 측으로 진퇴 가능하게 설치된 캐리어; 상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 실린더가 마련되는 캘리퍼 하우징; 상기 실린더에 설치되고 제동유압에 의해 상기 패드 플레이트 측으로 진퇴 가능하게 마련되는 피스톤; 상기 실린더의 내면에 환형으로 함몰 형성되는 씰홈; 및 상기 씰홈에 수용되고 상기 피스톤의 외면과 상기 씰홈의 내면에 밀착되는 씰부재;를 포함하고, 상기 씰부재는 상기 피스톤의 전진 방향에 위치하는 전방면의 적어도 일부가 상기 피스톤의 전진 방향으로 돌출 형성되는 돌기를 포함하는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 돌기는 상기 전방면에 만곡 형성되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 돌기는 상기 전방면의 중간부에 마련되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 씰홈은 상기 씰부재의 외주면이 안착되는 안착면과, 상기 씰부재의 전방면과 대향하는 전방 제동면과, 상기 전방 제동면에서 상기 피스톤의 전진 방향으로 경사지게 형성되는 전방 경사면을 포함하는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 돌기는 상기 제동면과 상기 제동 경사면 중 적어도 하나에 밀착 마련되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 씰홈의 내측 공간은 상기 씰부재의 전방에 마련되고 상기 돌기와 상기 피스톤 사이에 형성되는 제1 공간과, 상기 씰부재의 전방에 마련되고 상기 돌기와 상기 안착면 사이에 형성되는 제2 공간과, 상기 씰부재의 후방에 마련되는 제3 공간으로 구획되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 제2 공간은 상기 피스톤의 전진 시 상기 씰부재의 탄성 변형에 의해 상기 제1 공간보다 먼저 채워지는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 제1 공간은 상기 제2 공간보다 체적이 더 크게 마련되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 씰홈은 상기 씰부재의 후방면과 대향하는 후방 제동면과, 상기 후방 제동면에서 상기 피스톤의 후퇴 방향으로 경사지게 형성되는 후방 경사면을 포함하는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 씰홈은 상기 안착면과 상기 전방 제동면이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 전방 챔퍼와, 상기 안착면과 상기 후방 제동면이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 후방 챔퍼를 더 포함하는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 씰부재는 외측 단부의 두께(D1)가 중간부의 두께(D2)에 비해 작게 형성되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 씰부재는 내측 단부의 두께(D3)가 중간부의 두께(D2)에 비해 작게 형성되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
한 쌍의 패드 플레이트가 디스크 측으로 진퇴 가능하게 설치된 캐리어; 상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 실린더가 마련되는 캘리퍼 하우징; 상기 실린더에 설치되고 제동유압에 의해 상기 패드 플레이트 측으로 진퇴 가능하게 마련되는 피스톤; 상기 피스톤의 외면과 상기 실린더의 내면에 밀착되는 링 형상의 씰부재; 상기 실린더의 내면에 함몰 형성되어 상기 씰부재를 수용하고, 상기 씰부재의 외주면이 안착되는 안착면과, 상기 전방 제동면에서 상기 피스톤의 전진 방향으로 경사지게 형성되는 전방 경사면을 포함하는 씰홈; 및 상기 씰홈에 수용되고 상기 씰부재의 전방에 마련되는 탄성부재;를 포함하고, 상기 탄성부재는 상기 전방 경사면이 형성되는 부분과 밀착 가능하게 마련되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 탄성부재는 일측이 상기 씰부재의 전방면과 밀착 마련되고, 타측이 상기 전방 제동면과 상기 전방 경사면 중 적어도 하나에 밀착 마련되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 씰홈은 상기 씰부재의 후방면과 대향하는 후방 제동면과, 상기 후방 제동면에서 상기 피스톤의 후퇴 방향으로 경사지게 형성되는 후방 경사면을 포함하는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 씰홈은 상기 안착면과 상기 전방 제동면이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 전방 챔퍼와, 상기 안착면과 상기 후방 제동면이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 후방 챔퍼를 더 포함하는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 외주면의 적어도 일부가 상기 전방 챔퍼에 지지되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 씰홈의 내측 공간은 상기 씰부재의 전방에 마련되고 상기 탄성부재와 상기 피스톤 사이에 형성되는 제1 공간과, 상기 씰부재의 전방에 마련되고 상기 탄성부재와 상기 안착면 사이에 형성되는 제2 공간과, 상기 씰부재의 후방에 마련되는 제3 공간으로 구획되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 제2 공간은 상기 피스톤의 전진 시 상기 씰부재와 상기 탄성부재의 탄성 변형에 의해 상기 제1 공간보다 먼저 채워지는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 탄성부재는 내경이 상기 피스톤의 외경보다 크게 마련되고, 외경이 상기 씰홈의 내경보다 작게 마련되는 링 형태로 마련되는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
상기 탄성부재는 고분자 소재로 이루어지는 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크는 고압 제동에도 불구하고, 제동 해제 시 씰부재의 롤백 성능을 온전하게 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크는 씰부재의 롤백 성능을 향상시켜 브레이크 드래그 현상을 방지하고 차량의 연비 효율을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크는 저압 제동 시 씰부재의 조기 변형을 방지하여 제동 유체의 소요액량을 감소시키고, 그에 따라 무효스트로크를 저감시키고 운전자의 페달감을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 본 발명의 제1 실시 예에 의한 씰부재와 씰홈을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크의 저압 제동 시 씰부재의 동작을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크의 중압 제동 시 씰부재의 동작을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크의 고압 제동 시 씰부재의 동작을 나타내는 단면도이다.
도 6는 도 1의 A부분을 확대하여 본 발명의 제2 실시 예에 의한 씰부재와 씰홈을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크의 저압 제동 시 씰부재 및 탄성부재의 동작을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크의 중압 제동 시 씰부재 및 탄성부재의 동작을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크의 고압 제동 시 씰부재 및 탄성부재의 동작을 나타내는 단면도이다.
도 10은 종래의 캘리퍼 브레이크와, 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크의 피스톤과 씰부재의 변위를 제동 유압 변화에 따라 나타내는 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
종래의 캘리퍼 브레이크의 씰부재(110)는 외주면(113)이 실린더(141)의 내면과 밀착되고, 내주면(114)이 피스톤(130)의 외면과 밀착되는 링 형상으로 마련된다. 이 때, 씰부재(110)는 일반적으로 단면이 사각형 형태로 마련된다.
씰부재(110)는 피스톤(130)과 실린더(141) 사이를 밀폐시킴과 동시에, 제동 유압에 의해 전진한 피스톤(130)이 제동 해제 시 원래 위치로 복귀하는 롤백(Roll-back) 동작을 수행한다.
씰홈(120)은 실린더(141)의 내면에 환형으로 함몰 형성되어 씰부재(110)를 수용 가능하게 마련된다. 구체적으로 씰홈(120)은 씰부재(110)의 외주면(113)이 안착되는 안착면(123)과, 씰부재(110)의 전방면(111)과 대향하는 전방 제동면과, 씰부재(110)의 후방면(112)과 대향하는 후방 제동면(122)을 포함할 수 있다.
또한, 씰홈(120)은 전방 제동면에서 피스톤(130)의 전진 방향으로 경사지게 형성되는 전방 경사면(121a)과, 후방 제동면(122)에서 피스톤(130)의 후퇴 방향으로 경사지게 형성되는 후방 경사면(122a)을 포함할 수 있다.
제동 동작 시, 피스톤(130)은 제동유압에 의해 패드 플레이트 측으로 전진한다. 이 때, 씰부재(110)의 외주면(113)은 씰홈(120)의 안착면(123)과 밀착되고, 씰부재(110)의 내주면(114)은 피스톤(130)의 외주면에 밀착된 상태로 탄성 변형된다.
이 때 고압 제동 시, 씰부재(110)는 탄성 변형이 완료되는 반면, 피스톤(130)의 전진은 계속되어 씰부재(110)와 피스톤(130) 간의 상대 슬립이 발생할 수 있다. 이에 따라 제동 해제 시, 피스톤(130)의 원활한 복귀가 이루어지지 않아 디스크와 브레이크 패드간의 마찰이 발생하는 드래그(Drag) 현상이 발생할 수 있고, 차량의 연비 저하 등의 문제점을 야기한다.
또한, 이러한 문제점을 해결하기 위해 전방 경사면(111a)의 폭을 확장하고 씰부재(110)의 전방에 위치하는 공간의 체적을 확장시켜서 씰부재(110)의 탄성 변형 가동범위를 증대시키는 방법이 제안되기도 한다. 하지만, 이는 씰부재(110)의 탄성 변형 시 씰부재(100) 후방 공간의 체적 또한 증대시켜 제동 유체의 소요 액량의 증대를 야기하고, 이에 따른 브레이프 페달 작동의 무효스트로크를 증가시켜 페달감을 저하시키는 새로운 문제점을 발생시킨다.
이에 본 발명의 실시 예에서는 롤백 성능을 향상시켜 브레이크 드래그 현상을 저감시키고, 이와 동시에 제동 시 브레이크 페달의 무효스트로크에 의한 페달감 저하를 방지하는 캘리퍼 브레이크(100)를 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 씰부재(110)와 씰홈(120)을 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(100)는 차량의 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(D)와, 디스크(D)를 가압하도록 한 쌍의 패드플레이트(111, 112)가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어(110)와, 캐리어(110)에 슬라이딩 가능하게 설치되고 실린더(141)(121)가 마련되는 캘리퍼 하우징(120)과, 실린더(141)에 설치되고 제동유압에 의해 패드 플레이트 측으로 진퇴 가능하게 마련되는 피스톤(130)과, 실린더(141)의 내면에 환형으로 함몰 형성되는 씰홈(120)과, 씰홈(120)에 수용되고 상기 피스톤(130)의 외면과 상기 실린더(141)의 내면에 밀착되는 씰부재(110)를 포함한다.
씰홈(120)은 캘리퍼 하우징(120)에 중공형으로 마련되는 실린더(141)의 내면에 환형으로 함몰 형성된다. 또한, 씰홈(120)은 씰부재(110)를 수용하며, 씰부재(110)는 씰홈(120)과 피스톤(130) 사이에 개재되어 밀착 마련된다.
구체적으로, 씰홈(120)은 씰부재(110)의 외주면(113)이 안착되는 안착면(123)과, 씰부재(110)의 전방면(111)과 대향하는 전방 제동면과, 씰부재(110)의 후방면(112)과 대향하는 후방 제동면(122)을 포함할 수 있다.
안착면(123)은 씰부재(110)와의 마찰을 통해 씰부재(110)가 탄성 변형 가능하도록 씰부재(110)의 외주면(113)을 밀착 지지할 수 있다. 또한, 안착면(123)은 전방 제동면(121) 측으로 갈수록 내경이 커지도록 경사지게 형성될 수 있다.
전방 제동면(121)은 안착면(123)으로부터 피스톤(130) 방향으로 절곡 형성되어 씰부재(110)의 전방면(111)과 대향하도록 마련될 수 있다. 여기서, 전방 제동면(121)은 평상 시에는 씰부재(110)의 돌기(111a)의 일부와 밀착된 상태를 유지할 수 있고, 제동 작동 시 씰부재(110)의 탄성 변형에 의해 씰부재(110)의 전방면(111)과 밀착되어 씰부재(110)의 움직임을 제한할 수 있다.
후방 제동면(122)은 안착면(123)으로부터 피스톤(130) 방향으로 절곡 형성되어 씰부재(110)의 후방면(112)과 대향하도록 마련될 수 있다. 여기서, 후방 제동면(122)은 평상 시에는 씰부재(110)와 이격된 상태를 유지할 수 있고, 제동 해제 시 씰부재(110)의 탄성 반발력에 의해 과도하게 롤백되는 경우 씰부재(110)의 후방면(112)과 밀착되어 움직임을 제한할 수 있다.
씰홈(120)의 전방 제동면(121)과 후방 제동면(122)은 평행하게 형성될 수 있다.
또한, 씰홈(120)은 전방 제동면(121)에서 피스톤(130)의 전진 방향으로 경사지게 형성되는 전방 경사면(121a)과, 후방 제동면(122)에서 피스톤(130)의 후퇴 방향으로 경사지게 형성되는 후방 경사면(122a)을 더 포함할 수 있다.
전방 경사면(121a)은 전방 제동면(121)으로부터 형성되되, 안착면(123)이 형성되는 깊이의 절반 정도의 깊이부터 피스톤(130)의 전진 방향으로 약 45도로 경사지게 형성될 수 있다. 다만, 전방 경사면(121a)의 형태는 이에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하며, 필요한 롤백 양에 따라 전방 경사면(121a)의 깊이 및 각도를 변경 가능하며 이와 동일하게 이해되어야 할 것이다.
씰홈(120)의 전방 경사면(121a)은 평상시에는 씰부재(110)의 돌기(111a)의 일부와 밀착된 상태를 유지할 수 있고, 제동 작동 시 씰부재(110)의 탄성 변형에 의해 씰부재(110)의 전방면(111)과 밀착되어 씰부재(110)의 움직임을 제한할 수 있다.
후방 경사면(122a)은 후방 제동면(122)으로부터 형성되되, 안착면(123)이 형성되는 깊이의 절반에 못 미치는 정도의 깊이부터 피스톤(130)의 후진 방향으로 약 60도로 경사지게 형성될 수 있다. 다만, 후방 경사면(122a)의 형태는 이에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하며, 필요한 제동유체의 소요 액량 등에 따라 후방 경사면(122a)의 깊이 및 각도를 변경 가능하며 이와 동일하게 이해되어야 할 것이다.
씰홈(120)은 전방 제동면(121)과 안착면(123)이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 전방 챔퍼(121b)와, 후방 제동면(121)과 안착면(123)이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 후방 챔퍼(122b)를 더 포함할 수 있다.
씰부재(110)는 씰홈(120)에 수용되어 내주면(114)이 피스톤(130)의 외면과 밀착되고, 외주면(113)이 씰홈(120)의 내면에 밀착되는 링 형태로 마련될 수 있다.
씰부재(110)는 피스톤(130)의 전진 방향(이하 전방)에 위치하는 전방면(111)과, 피스톤(130)의 후퇴 방향(이하 후방)에 위치하는 후방면(112)을 포함한다.
씰부재(110)의 전방면(111)은 적어도 일부가 피스톤(130)의 전진 방향으로 만곡 형성될 수 있다. 보다 상세하게는, 씰부재(110)는 전방면(111)에 피스톤(130)의 전진 방향으로 돌출 형성되는 돌기(111a)를 포함할 수 있고, 돌기(111a)는 전방면(111)의 중간부에 돌출 형성될 수 있다. 또한, 돌기(111a)는 씰홈(120)의 전방 제동면(121)과 전방 경사면(121a) 중 적어도 하나에 밀착 마련될 수 있다.
다만, 씰부재(110)의 전방면(111)은 도면에 도시된 바와 달리 다양한 형태로 만곡 형성될 수 있고, 복수 개의 돌기(111a)를 형성할 수도 있으며, 전방면(111)이 만곡 형성되어 전방면(111)의 일부가 씰홈(120)과 밀착된다면 이와 동일하게 이해되어야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 씰부재(110)는 중간부에 돌기(111a)가 형성되어 중간부가 외측 단부 및 내측 단부에 비해 두께가 크게 마련될 수 있다. 구체적으로, 씰부재(110)는 외측 단부의 두께(D1)가 중간부의 두께(D2)에 비해 작게 형성될 수 있고, 씰부재(110)는 내측 단부의 두께(D3)가 중간부의 두께(D2)에 비해 작게 형성될 수 있다.
씰부재(110)의 돌기(111a)가 씰홈(120)의 전방 제동면(121)과 전방 경사면(121a) 중 적어도 하나에 밀착 마련되고 씰부재(110)의 외주면(113)이 안착면(123)에 밀착 마련됨에 따라, 씰홈(120)의 내측공간은 씰부재(110)에 의해 제1 공간(S1) 내지 제3 공간(S3)으로 구획될 수 있다. 구체적으로, 씰홈(120)의 내측 공간은 씰부재(110)의 전방에 마련되고 돌기(111a)와 피스톤(130) 사이에 형성되는 제1 공간(S1)과, 씰부재(110)의 전방에 마련되고 돌기(111a)와 안착면(123) 사이에 형성되는 제2 공간(S2)과, 씰부재(110)의 후방에 마련되는 제3 공간(S3)으로 구획될 수 있으며, 이 때 제1 공간(S1)은 제2 공간(S2)보다 체적이 더 크게 형성될 수 있다.
제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)은 제동 동작 시 씰부재(110)의 탄성 변형에 의해 씰부재(110)로 채워져서 체적은 감소할 수 있고, 제3 공간(S3)의 체적은 증가할 수 있다. 이와 반대로, 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)은 제동 해제 시 씰부재(110)의 원상 복귀에 의해 체적이 증가할 수 있고, 제3 공간(S3)의 체적은 감소할 수 있다.
다음으로 본 발명의 제1 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(100)의 제동 동작 시 씰부재(110)의 동작을 설명한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(100)의 제동 동작 시 씰부재(110)의 동작을 순차적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 피스톤(130)이 정지 상태로부터 제동 유압이 저압(약 20 ~ 40 bar)에서 고압(약 70 bar)까지 변화함에 따라 전진하고, 그에 따라 씰부재(110)가 점진적으로 탄성 변형하는 것을 나타낸다.
구체적으로, 정지 상태에서는 씰부재(110)의 돌기(111a)가 전방 제동면(121)과 전방 경사면(121a) 중 적어도 하나에 밀착된 상태로 유지되고, 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)과 제3 공간(S3)이 각각 구획된다.
제동 동작 시 씰부재(110)는 외주면(113)과 내주면(114)이 각각 씰홈(120)의 안착면(123)과 피스톤(130)의 외주면(131)에 밀착된 상태로 탄성 변형한다. 또한, 씰부재(110)는 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)으로 이동하고, 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)의 체적은 감소하게 된다. 이 때, 제1 공간(S1)은 전방 경사면(121a)에 의해 제2 공간(S2)보다 체적이 크게 마련되므로, 제2 공간(S2)이 제1 공간(S1)보다 먼저 채워지게 될 수 있다.
고압 제동 시 씰부재(110)의 전방면(111)의 일부는 씰홈(120)의 전방 제동면(121)과 완전하게 밀착하고, 나머지 일부는 전방 경사면(121a) 측으로 이동하여 제2 공간(S2)이 채워지게 된다.
제동 해제 시 동작은 상술한 제동 시 동작과 반대로 수행된다.
따라서, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 씰부재(110)는 저압뿐만 아니라 고압 제동에서도 지속적인 탄성 변형이 가능하며, 고압에서도 피스톤(130)이 씰부재(110)에 비해 상대 이동하는 슬립 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 씰부재(110)는 저압 제동 시 구조적으로 제1 공간(S1)뿐만 아니라 제2 공간(S2)을 채우도록 탄성 변형되는 바, 제3 공간(S3)의 체적 증가가 크지 않게 되며, 이는 저압 제동 시 제동 유체의 소요액량 증대를 방지하여 무효스트로크를 저감시키고 페달감 저하를 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(200)에 대하여 설명한다.
도 6은 도 1의 A부분을 확대하여 캘리퍼 브레이크(200)의 씰부재(210)와 씰홈(220)과 탄성부재(260)를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(200)는 차량의 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(D)와, 디스크(D)를 가압하도록 한 쌍의 패드플레이트(151, 152)가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어(미도시)와, 캐리어(미도시)에 슬라이딩 가능하게 설치되고 실린더(241)가 마련되는 캘리퍼 하우징(240)과, 실린더(241)에 설치되고 제동유압에 의해 패드 플레이트(152) 측으로 진퇴 가능하게 마련되는 피스톤(230)과, 실린더(241)의 내면에 환형으로 함몰 형성되는 씰홈(220)과, 씰홈(220)에 수용되고 상기 피스톤(230)의 외면과 상기 실린더(241)의 내면에 밀착되는 씰부재(210)와, 씰홈(220)에 수용되고 씰부재(210)의 전방에 마련되어 씰부재(210)와 씰홈(220) 사이에 개재되는 탄성부재(260)를 포함한다.
씰홈(220)은 캘리퍼 하우징(240)에 중공형으로 마련되는 실린더(241)의 내면에 환형으로 함몰 형성된다. 또한, 씰홈(220)은 씰부재(210)와 탄성부재(260)를 수용하고, 씰부재(210)는 씰홈(220)과 피스톤(130) 사이에 개재되어 밀착 마련되며, 탄성부재(260)는 씰부재(210)와 씰홈(220) 사이에 개재되어 밀착 마련된다.
구체적으로, 씰홈(220)은 씰부재(210)의 외주면(213)이 안착되는 안착면(223)과, 씰부재(210)의 전방면(211)과 대향하는 전방 제동면(221)과, 씰부재(210)의 후방면(212)과 대향하는 후방 제동면(222)을 포함할 수 있다.
안착면(223)은 씰부재(210)와의 마찰을 통해 씰부재(210)가 탄성 변형 가능하도록 씰부재(210)의 외주면(213)을 밀착 지지할 수 있다. 또한, 안착면(223)은 전방 제동면(221) 측으로 갈수록 내경이 커지도록 경사지게 형성될 수 있다.
전방 제동면(221)은 안착면(223)으로부터 피스톤(230) 방향으로 절곡 형성되어 씰부재(210)의 전방면(211)과 대향하도록 마련될 수 있다. 여기서, 전방 제동면(221)은 평상 시에는 탄성부재(260)와 밀착된 상태를 유지할 수 있고, 제동 작동 시 탄성부재(260) 및 씰부재(210)의 탄성 변형에 의해 씰부재(210)의 전방면(211)과 밀착되어 씰부재(210)의 움직임을 제한할 수 있다.
후방 제동면(122)은 안착면(223)으로부터 피스톤(230) 방향으로 절곡 형성되어 씰부재(210)의 후방면(212)과 대향하도록 마련될 수 있다. 여기서, 후방 제동면(222)은 평상 시에는 씰부재(210)와 이격된 상태를 유지할 수 있고, 제동 해제 시 씰부재(210)의 탄성 반발력에 의해 과도하게 롤백되는 경우 씰부재(210)의 후방면(212)과 밀착되어 움직임을 제한할 수 있다.
씰홈(220)의 전방 제동면(221)과 후방 제동면(222)은 평행하게 형성될 수 있다.
또한, 씰홈(220)은 전방 제동면(221)에서 피스톤(230)의 전진 방향으로 경사지게 형성되는 전방 경사면(221a)과, 후방 제동면(222)에서 피스톤(230)의 후퇴 방향으로 경사지게 형성되는 후방 경사면(222a)을 더 포함할 수 있다.
전방 경사면(221a)은 전방 제동면(221)으로부터 형성되되, 안착면(223)이 형성되는 깊이의 절반 정도의 깊이부터 피스톤(230)의 전진 방향으로 약 45도로 경사지게 형성될 수 있다. 다만, 전방 경사면(221a)의 형태는 이에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하며, 필요한 롤백 양에 따라 전방 경사면(221a)의 깊이 및 각도를 변경 가능하며 이와 동일하게 이해되어야 할 것이다.
씰홈(220)의 전방 경사면(221a)은 평상시에는 탄성부재(260)의 적어도 일부와 밀착된 상태를 유지할 수 있고, 제동 작동 시 탄성부재(260)와 씰부재(210)의 탄성 변형에 의해 씰부재(210)의 전방면(211)과 밀착되어 씰부재(210)의 움직임을 제한할 수 있다.
후방 경사면(222a)은 후방 제동면(222)으로부터 형성되되, 안착면(223)이 형성되는 깊이의 절반에 못 미치는 정도의 깊이부터 피스톤(230)의 후진 방향으로 약 60도로 경사지게 형성될 수 있다. 다만, 후방 경사면(222a)의 형태는 이에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하며, 필요한 제동유체의 소요 액량 등에 따라 후방 경사면(222a)의 깊이 및 각도를 변경 가능하며 이와 동일하게 이해되어야 할 것이다.
씰홈(220)은 전방 제동면(221)과 안착면(223)이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 전방 챔퍼(221b)와, 후방 제동면(221)과 안착면(223)이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 후방 챔퍼(222b)를 더 포함할 수 있다. 전방 챔퍼(221b)에는 후술할 탄성부재(260)의 외주면의 적어도 일부가 지지될 수 있다.
씰부재(210)는 씰홈(220)에 수용되어 내주면이 피스톤(130)의 외면과 밀착되고, 외주면이 씰홈(220)의 내면에 밀착되는 링 형태로 마련될 수 있다.
씰부재(210)는 피스톤(230)의 전진 방향에 위치하는 전방면(211)과, 피스톤(230)의 후퇴 방향에 위치하는 후방면(212)을 포함한다.
씰부재(210)의 전방면(211)과 후방면(212)은 평탄하게 마련되어 씰홈(220)의 전방 제동면(221)과 후방 제동면(222)과 평행하게 마련될 수 있다. 또한, 씰부재(210)의 단면은 바람직하게는 사각형 형태로 마련될 수 있다.
탄성부재(260)는 내경이 피스톤(230)의 외주면(231)보다 크고, 외경이 씰홈(220)의 안착면(223) 측 내경보다 작게 마련되는 링 형태로 마련될 수 있다. 또한, 탄성부재(260)는 예를 들어 불소고무, 실리콘 고무와 같은 고분자 소재로 이루어질 수 있다.
탄성부재(260)는 일측이 씰부재(210)의 전방면(211)과 밀착 마련되고, 타측이 씰홈(220)의 전방 제동면(221)과 전방 경사면(221a) 중 적어도 하나에 밀착 마련될 수 있다.
또한, 탄성부재(260)의 외주면의 적어도 일부는 전방 챔퍼(221b)에 지지될 수 있다. 구체적으로, 탄성부재(260)의 외주면의 전방 측은 전방 챔퍼(221b)에 지지되어 탄성부재(260)가 안착면(213)에 밀착되지 않고 이격된 상태로 유지될 수 있다.
탄성부재(260)의 단면은 도면에 도시된 바와 달리 다양한 형태로 형성될 수 있고, 단면이 타원형, 육각형 등 다양한 변형이 가능하고, 씰부재(210)와 씰홈(220) 사이에 개재되어 밀착된다면 이와 동일하게 이해되어야 할 것이다.
탄성부재(260)가 일측이 씰부재(210)의 전방면(211)에 밀착 마련되고 타측이 씰홈(220)의 전방 제동면(221)과 전방 경사면(221a) 중 적어도 하나에 밀착 마련됨에 따라, 씰홈(220)의 내측 공간은 제1 공간(S1) 내지 제3 공간(S3)으로 구획될 수 있다. 구체적으로, 씰홈(220)의 내측 공간은 씰부재(210)의 전방에 마련되고 탄성부재(260)와 피스톤(230) 사이에 형성되는 제1 공간(S1)과 씰부재(210)의 전방에 마련되고 탄성부재(260)와 수평면 사이에 형성되는 제2 공간(S2)과 씰부재(210)의 후방에 마련되는 제3 공간(S3)으로 구획될 수 있으며, 이 때 제1 공간(S1)은 제2 공간(S2)보다 체적이 더 크게 형성될 수 있다.
제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)은 제동 동작 시 탄성부재(260) 및 씰부재(210)의 탄성 변형에 의해 체적이 감소할 수 있고, 제3 공간(S3)의 체적은 증가할 수 있다. 이와 반대로, 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)은 제동 해제 시 탄성부재(260) 및 씰부재(210)의 원상 복귀에 의해 체적이 증가할 수 있고, 제3 공간(S3)의 체적은 감소할 수 있다.
다음으로 본 발명의 제2 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(200)의 제동 동작 시 탄성부재(260) 및 씰부재(210)의 동작을 설명한다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(200)의 제동 동작 시 탄성부재(260) 및 씰부재(210)의 동작을 순차적으로 나타내는 단면도다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 피스톤(230)이 정지 상태로부터 제동 유압이 저압(약 20 ~ 40 bar)에서 고압(약 70 bar)까지 변화함에 따라 전진하고, 그에 따라 탄성부재(260) 및 씰부재(210)가 점진적으로 탄성 변형하는 것을 나타낸다.
구체적으로, 정지 상태에서는 탄성부재(260)가 전방 제동면(221)과 전방 경사면(221a) 중 적어도 하나에 밀착된 상태로 유지되고, 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)과 제3 공간(S3)이 각각 구획된 상태로 유지된다.
제동 동작 시 씰부재(210)는 외주면(213)과 내주면(214)이 각각 씰홈(220)의 안착면(223)과 피스톤(230)의 외주면(231)에 밀착된 상태로 탄성 변형한다. 또한, 탄성부재(260) 및 씰부재(210)는 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)으로 이동하고, 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)의 체적은 감소하게 된다. 이 때, 제1 공간(S1)은 전방 경사면에 의해 제2 공간(S2)보다 체적이 크게 마련되며, 제2 공간(S2)이 제1 공간(S1)보다 먼저 채워지게 될 수 있다.
고압 제동 시 씰부재(210)의 전방면(211)의 일부는 씰홈(220)의 전방 제동면(221)과 완전하게 밀착하고, 나머지 일부는 전방 경사면(221a) 측으로 이동하여 제2 공간(S2)이 채워지게 된다.
제동 해제 시 동작은 상술한 제동 시 동작과 반대로 수행된다.
따라서, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 씰부재(210)는 저압뿐만 아니라 고압 제동에서도 지속적인 탄성 변형이 가능하며, 고압에서도 피스톤(230)이 씰부재(210)에 비해 상대 이동하는 슬립 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 씰부재(210)는 저압 제동 시 구조적으로 제1 공간(S1)뿐만 아니라 제2 공간(S2)을 채우도록 탄성 변형되는 바, 제3 공간(S3)의 체적 증가가 크지 않게 되며, 이는 저압 제동 시 제동 유체의 소요 액량 증대를 방지하여 무효스트로크를 저감시키고 페달감 저하를 방지할 수 있다.
도 10은 종래의 캘리퍼 브레이크와, 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(100, 200)의 피스톤(130)과 씰부재(110)의 변위를 제동 유압 변화에 따라 나타내는 그래프이다.
도 10에 도시된 그래프에는 제1 실시 예의 씰부재의 변위(x1)와, 제2 실시 예의 씰부재의 변위(x2)와, 종래 실시 예의 씰부재의 변위(x3)와, 제1 실시 예의 피스톤의 변위(y1)와, 제2 실시 예의 피스톤의 변위(y2)와, 종래 실시 예의 피스톤의 변위(y3)를 나타낸다.
도 10을 참조하여 종래의 캘리퍼 브레이크의 피스톤(130)과 씰부재(110)의 변위(y3, x3)를 제동 유압 변화에 따라 살펴보면, 70bar의 제동 유압을 가함에 따라(1초 ~ 2초) 피스톤의 변위(y3)는 선형적으로 증가하여 최종적으로 변위가 1mm에 도달한다. 이 때, 씰부재의 변위(x3)는 0.2mm부터 시작하여 선형적으로 증가하다가 먼저 약 1mm에 도달하여(약 1.5초) 더 이상 변위가 발생하지 않고 동일한 변위로 유지된다(1.5초 ~ 2초). 이는 고압 제동 시 피스톤의 변위에 따라 씰부재(110)의 탄성 변형이 이루어지지 못하여 피스톤(130)과 씰부재(110) 간에 상대 슬립이 발생하는 것이다(1.5초 ~ 2초).
또한, 제동 유압을 해제함에 따라(2초 ~ 3초) 피스톤의 변위(y3)는 원래 위치로 점진적으로 복귀하고 최종적으로 변위가 약 0.3mm에 도달한다. 또한, 씰부재의 변위(x3)는 동일한 변위로 유지되다가(2초 ~ 2.5초) 원래 위치로 점진적으로 복귀하고 최종적으로 변위가 약 0.4mm에 도달한다. 상술한 바와 같이 고압 제동 시 피스톤(130)과 씰부재(110) 간에 상대 슬립이 발생하여 씰부재(110)가 롤백 기능을 완전하게 구현하지 못하고, 결과적으로 피스톤(130)과 씰부재(110)가 원래 위치로 복귀하지 못하게 된다.
이는 피스톤(130)의 미복귀에 의한 브래이크 패드와 디스크(D) 간의 미세한 드래그를 발생시킬 수 있고, 잔존 제동 토크에 의한 연비 저하를 야기할 수 있다.
이와 대비하여, 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예의 캘리퍼 브레이크(100, 200)의 피스톤과 씰부재의 변위(y1,y2,x1,x2)를 제동 유압 변화에 따라 살펴보면, 70bar의 제동 유압을 가함에 따라 피스톤의 변위(y1,y2)는 선형적으로 증가하여 최종적으로 변위가 1mm에 도달한다(1초 ~ 2초). 이 때, 씰부재의 변위(x1,x2)는 0.2mm부터 시작하여 선형적으로 증가하여 약 1.5mm에 도달한다(1초 ~ 2초). 이는 고압 제동 시 피스톤의 변위에 따라 씰부재(110)의 탄성 변형이 지속적으로 이루어져서 피스톤(130)과 씰부재(110) 간에 상대 슬립이 발생하지 않는 것이다.
또한, 제동 유압을 해제함에 따라 피스톤의 변위(y1,y2)는 원래 위치로 점진적으로 복귀하고 최종적으로 변위가 0mm에 도달한다(2초 ~ 3초). 또한, 씰부재의 변위(x1,x2)는 원래 위치로 점진적으로 복귀하고 최종적으로 변위가 약 0.2mm에 도달한다. 상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 고압 제동 시 피스톤(130)과 씰부재(110) 간에 상대 슬립이 발생하지 않아 씰부재(110)가 롤백 기능을 구현하고, 결과적으로 피스톤(130)과 씰부재(110)가 원래 위치로 복귀할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100, 200: 캘리퍼 브레이크 110, 210: 씰부재
111, 211: 전방면 111a: 돌기
112, 212: 후방면 113, 213: 외주면
114, 214: 내주면 120, 220: 씰홈
121, 221: 전방 제동면 121a, 221a: 전방 경사면
121b, 221b: 전방 챔퍼 122, 222: 후방 제동면
122a, 222a: 후방 경사면 122b, 222b: 후방 챔퍼
123, 223: 안착면 130, 230: 피스톤
131, 231: 피스톤 외주면 140, 240: 캘리퍼 하우징
141, 241: 실린더 151, 152: 패드 플레이트
260: 탄성부재 D: 디스크
S1: 제1 공간 S2: 제2 공간
S3: 제3 공간

Claims (21)

  1. 한 쌍의 패드 플레이트가 디스크 측으로 진퇴 가능하게 설치된 캐리어;
    상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 실린더가 마련되는 캘리퍼 하우징;
    상기 실린더에 설치되고 제동유압에 의해 상기 패드 플레이트 측으로 진퇴 가능하게 마련되는 피스톤;
    상기 실린더의 내면에 환형으로 함몰 형성되는 씰홈; 및
    상기 씰홈에 수용되고 상기 피스톤의 외면과 상기 씰홈의 내면에 밀착되는 씰부재;를 포함하고,
    상기 씰부재는
    상기 피스톤의 전진 방향에 위치하는 전방면의 적어도 일부가 상기 피스톤의 전진 방향으로 돌출 형성되는 돌기를 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌기는
    상기 전방면에 만곡 형성되는 캘리퍼 브레이크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌기는
    상기 전방면의 중간부에 마련되는 캘리퍼 브레이크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 씰홈은
    상기 씰부재의 외주면이 안착되는 안착면과, 상기 씰부재의 전방면과 대향하는 전방 제동면과, 상기 전방 제동면에서 상기 피스톤의 전진 방향으로 경사지게 형성되는 전방 경사면을 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌기는
    상기 전방 제동면과 상기 전방 경사면 중 적어도 하나에 밀착 마련되는 캘리퍼 브레이크.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 씰홈의 내측 공간은
    상기 씰부재의 전방에 마련되고 상기 돌기와 상기 피스톤 사이에 형성되는 제1 공간과, 상기 씰부재의 전방에 마련되고 상기 돌기와 상기 안착면 사이에 형성되는 제2 공간과, 상기 씰부재의 후방에 마련되는 제3 공간으로 구획되는 캘리퍼 브레이크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 공간은
    상기 피스톤의 전진 시 상기 씰부재의 탄성 변형에 의해 상기 제1 공간보다 먼저 채워지는 캘리퍼 브레이크.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 공간은
    상기 제2 공간보다 체적이 더 크게 마련되는 캘리퍼 브레이크.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 씰홈은
    상기 씰부재의 후방면과 대향하는 후방 제동면과, 상기 후방 제동면에서 상기 피스톤의 후퇴 방향으로 경사지게 형성되는 후방 경사면을 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 씰홈은
    상기 안착면과 상기 전방 제동면이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 전방 챔퍼와, 상기 안착면과 상기 후방 제동면이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 후방 챔퍼를 더 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 씰부재는
    외측 단부의 두께(D1)가 중간부의 두께(D2)에 비해 작게 형성되는 캘리퍼 브레이크.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 씰부재는
    내측 단부의 두께(D3)가 중간부의 두께(D2)에 비해 작게 형성되는 캘리퍼 브레이크.
  13. 한 쌍의 패드 플레이트가 디스크 측으로 진퇴 가능하게 설치된 캐리어;
    상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 실린더가 마련되는 캘리퍼 하우징;
    상기 실린더에 설치되고 제동유압에 의해 상기 패드 플레이트 측으로 진퇴 가능하게 마련되는 피스톤;
    상기 피스톤의 외면과 상기 실린더의 내면에 밀착되는 링 형상의 씰부재;
    상기 실린더의 내면에 함몰 형성되어 상기 씰부재를 수용하고, 상기 씰부재의 외주면이 안착되는 안착면과, 상기 전방 제동면에서 상기 피스톤의 전진 방향으로 경사지게 형성되는 전방 경사면을 포함하는 씰홈; 및
    상기 씰홈에 수용되고 상기 씰부재의 전방에 마련되는 탄성부재;를 포함하고,
    상기 탄성부재는
    상기 전방 경사면이 형성되는 부분과 밀착 가능하게 마련되는 캘리퍼 브레이크.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 탄성부재는
    일측이 상기 씰부재의 전방면과 밀착 마련되고, 타측이 상기 전방 제동면과 상기 전방 경사면 중 적어도 하나에 밀착 마련되는 캘리퍼 브레이크.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 씰홈은
    상기 씰부재의 후방면과 대향하는 후방 제동면과, 상기 후방 제동면에서 상기 피스톤의 후퇴 방향으로 경사지게 형성되는 후방 경사면을 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 씰홈은
    상기 안착면과 상기 전방 제동면이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 전방 챔퍼와, 상기 안착면과 상기 후방 제동면이 연결되는 부분에 경사지게 형성되는 후방 챔퍼를 더 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 탄성부재는
    상기 외주면의 적어도 일부가 상기 전방 챔퍼에 지지되는 캘리퍼 브레이크.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 씰홈의 내측 공간은
    상기 씰부재의 전방에 마련되고 상기 탄성부재와 상기 피스톤 사이에 형성되는 제1 공간과, 상기 씰부재의 전방에 마련되고 상기 탄성부재와 상기 안착면 사이에 형성되는 제2 공간과, 상기 씰부재의 후방에 마련되는 제3 공간으로 구획되는 캘리퍼 브레이크.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 공간은
    상기 피스톤의 전진 시 상기 씰부재와 상기 탄성부재의 탄성 변형에 의해 상기 제1 공간보다 먼저 채워지는 캘리퍼 브레이크.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 탄성부재는
    내경이 상기 피스톤의 외경보다 크게 마련되고, 외경이 상기 씰홈의 내경보다 작게 마련되는 링 형태로 마련되는 캘리퍼 브레이크.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 탄성부재는
    고분자 소재로 이루어지는 캘리퍼 브레이크.
KR1020190081622A 2019-07-05 2019-07-05 캘리퍼 브레이크 KR20210004745A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190081622A KR20210004745A (ko) 2019-07-05 2019-07-05 캘리퍼 브레이크
PCT/KR2020/003484 WO2021006457A1 (ko) 2019-07-05 2020-03-12 캘리퍼 브레이크
EP20837823.2A EP3988812A4 (en) 2019-07-05 2020-03-12 RIM BRAKE
CN202080048857.4A CN114096760B (zh) 2019-07-05 2020-03-12 钳式制动器
US17/624,369 US20230022467A1 (en) 2019-07-05 2020-03-12 Caliper brake

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190081622A KR20210004745A (ko) 2019-07-05 2019-07-05 캘리퍼 브레이크

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210004745A true KR20210004745A (ko) 2021-01-13

Family

ID=74113993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190081622A KR20210004745A (ko) 2019-07-05 2019-07-05 캘리퍼 브레이크

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230022467A1 (ko)
EP (1) EP3988812A4 (ko)
KR (1) KR20210004745A (ko)
CN (1) CN114096760B (ko)
WO (1) WO2021006457A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210004744A (ko) * 2019-07-05 2021-01-13 주식회사 만도 캘리퍼 브레이크

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150069695A (ko) 2013-12-16 2015-06-24 주식회사 만도 전자식 캘리퍼 브레이크

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1512778A (en) * 1974-12-04 1978-06-01 Automotive Prod Co Ltd Disc brake actuators
DD200913A1 (de) * 1981-11-19 1983-06-22 Wolfgang Gaebel Dichtring
US4387901A (en) * 1982-03-08 1983-06-14 The Bendix Corporation Retraction seal for a disc brake with anti-nibbling feature
DE3241164C2 (de) * 1982-11-08 1986-10-23 Alfred Teves Gmbh, 6000 Frankfurt Hydraulische Betätigungseinheit
DE4104070A1 (de) * 1991-02-11 1992-08-13 Teves Gmbh Alfred Bremszylinderdichtung mit ausnehmung
JPH05133429A (ja) * 1991-11-11 1993-05-28 Sumitomo Electric Ind Ltd デイスクブレーキのピストン戻し機構
JPH07253128A (ja) * 1994-01-28 1995-10-03 Toyota Motor Corp ディスクブレーキ装置
JP4147662B2 (ja) * 1998-01-20 2008-09-10 株式会社アドヴィックス ディスクブレーキ装置とそれに用いる角シールの製造方法
US6347689B1 (en) * 2000-06-30 2002-02-19 Shimano Inc. Roll back seal for disc brake
KR20020075193A (ko) * 2001-03-21 2002-10-04 한국델파이주식회사 차량용 캘리퍼 브레이크
JP2005249190A (ja) * 2004-02-05 2005-09-15 Shimano Inc 油圧ディスクブレーキ装置
KR100969071B1 (ko) * 2008-06-25 2010-07-09 현대자동차주식회사 캘리퍼 씰링
DE102008040995A1 (de) * 2008-08-05 2010-02-11 Robert Bosch Gmbh Dichtungsanordnung
JP2010065785A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Toyota Motor Corp ディスクブレーキ装置
US8376101B2 (en) * 2008-12-02 2013-02-19 Freni Brembo S.P.A. Piston roll back device
FR2940221B1 (fr) * 2008-12-19 2011-10-21 Bosch Gmbh Robert Joint a levres de maitre-cylindre d'un circuit de freinage.
JP5327703B2 (ja) * 2009-01-16 2013-10-30 Ｎｏｋ株式会社 ロールバックシール
JP5370684B2 (ja) * 2010-03-23 2013-12-18 トヨタ自動車株式会社 ディスクブレーキ装置
US20120091666A1 (en) * 2010-10-18 2012-04-19 Akebono Corporation Brake caliper seal groove
JP2012149699A (ja) * 2011-01-19 2012-08-09 Advics Co Ltd 対向型ディスクブレーキ
ITMI20111739A1 (it) * 2011-09-27 2013-03-28 Freni Brembo Spa Dispositivo di arretramento di un pistone
US8794396B2 (en) * 2011-10-04 2014-08-05 Akebono Brake Industry Co., Ltd. Seal groove with a projection
DE102012024121A1 (de) * 2012-12-11 2014-06-12 Carl Freudenberg Kg Dichtring, Dichtungsanordnung und deren Verwendung
CN104533991B (zh) * 2014-12-31 2017-08-25 芜湖伯特利汽车安全系统股份有限公司 一种降低车辆制动距离的卡钳结构
US20190085926A1 (en) * 2016-09-02 2019-03-21 Eric Siegrist Brake pad retraction
KR101892929B1 (ko) * 2016-11-25 2018-10-04 주식회사 만도 캘리퍼 브레이크
CN206268324U (zh) * 2016-12-02 2017-06-20 万向钱潮股份有限公司 一种制动钳内的新型矩形槽结构
CN106979261B (zh) * 2017-04-28 2023-07-04 江苏徐工工程机械研究院有限公司 减速机
JP6966273B2 (ja) * 2017-09-22 2021-11-10 日立Astemo株式会社 車両用ディスクブレーキ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150069695A (ko) 2013-12-16 2015-06-24 주식회사 만도 전자식 캘리퍼 브레이크

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021006457A1 (ko) 2021-01-14
EP3988812A4 (en) 2022-08-24
EP3988812A1 (en) 2022-04-27
US20230022467A1 (en) 2023-01-26
CN114096760A (zh) 2022-02-25
CN114096760B (zh) 2024-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9175738B2 (en) Disc brake
US9156443B2 (en) Disk brake device
CN102138021B (zh) 盘式制动装置
US20220025946A1 (en) Caliper brake
KR20210004745A (ko) 캘리퍼 브레이크
KR20210004744A (ko) 캘리퍼 브레이크
JP3218258B2 (ja) ディスクブレーキ装置
KR20210042587A (ko) 캘리퍼 브레이크
JP2009270715A (ja) ３箇所で面取りされたシール溝
KR20220009037A (ko) 캘리퍼 브레이크용 부트 및 이를 포함하는 캘리퍼 브레이크
JP4894397B2 (ja) 油圧式クラッチレリーズ装置用シール
JPH11344120A (ja) ロッドのシール装置
KR20220011486A (ko) 캘리퍼 브레이크
KR20220039321A (ko) 캘리퍼 브레이크
KR100721397B1 (ko) 차량용 마스터실린더의 피스톤 시일 장치
CN112513489A (zh) 盘式制动器
JP3976047B2 (ja) ディスクブレーキ装置
JP5370684B2 (ja) ディスクブレーキ装置
KR101818979B1 (ko) 디스크 브레이크
KR100936324B1 (ko) 클러치 마스터실린더
JP5459493B2 (ja) ディスクブレーキ装置
KR20040071873A (ko) 차량용 마스터실린더의 피스톤 시일 장치
KR100193423B1 (ko) 차량용 브레이크장치의 에어마스터
KR101776311B1 (ko) 디스크 브레이크의 무효스트로크 보상방법
JPH1037987A (ja) ディスクブレーキ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination