KR20220124656A - 브레이크 시스템의 모니터링 유닛 및 이를 구비하는 브레이크 패드 어셈블리 - Google Patents

브레이크 시스템의 모니터링 유닛 및 이를 구비하는 브레이크 패드 어셈블리 Download PDF

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Abstract

브레이크 시스템의 모니터링 유닛이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛은 디스크를 향해 진퇴하는 패드부의 후면에 결합되는 고정부와, 상기 고정부에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 전단부가 상기 디스크를 향하도록 상기 패드부를 관통하여 배치되는 이동부 및 상기 패드부의 마모량 또는 상기 디스크의 온도를 측정하는 센싱부를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

브레이크 시스템의 모니터링 유닛 및 이를 구비하는 브레이크 패드 어셈블리{MONITORING UNIT FOR BRAKE SYSTEM AND BRAKE PAD ASSEMBLY HAVING THE SAME}
본 발명은 브레이크 시스템의 모니터링 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 사용에 따른 패드부의 마모 또는 디스크의 온도를 측정할 수 있는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛 및 이를 구비하는 브레이크 패드 어셈블리에 관한 것이다.
캘리퍼 브레이크는 디스크가 회전되지 못하도록 디스크를 패드 등을 통해 가압함으로써 주차 제동 또는 정차 제동을 구현할 수 있다. 도 1은 일반적인 캘리퍼 브레이크를 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 캘리퍼 브레이크는 디스크(D)를 향해 진퇴하는 한 쌍의 패드플레이트(11, 12)가 구비될 수 있다. 한 쌍의 패드플레이트(11, 12)는 내측 패드플레이트(11)와, 외측 패드플레이트(12)로 구비되며, 한 쌍의 패드플레이트(11, 12)의 내측면에는 마찰패드(11a, 12a)가 부착될 수 있다. 한 쌍의 패드플레이트(11, 12)는 캐리어(미도시)에 진퇴 가능하게 설치될 수 있다.
캘리퍼 하우징(20)은 캐리어(미도시)에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 피스톤(30)이 제동유압에 의해 진퇴 가능하게 설치되는 실린더부(22)가 마련될 수 있다. 캘리퍼 하우징(20)은 브레이크 제동 구현시 외측 패드플레이트(12)를 가압하는 핑거부(21)와, 핑거부(21) 및 실린더부(22)를 연결하는 브릿지부(23)가 구비될 수 있다. 씰링부(S)는 실린더부(22)의 내주면에 마련되며, 피스톤부(30)의 진퇴 동작에도 제동 유압이 새어나가지 않도록 피스톤부(30)의 외주면과 실린더부(22)의 내주면 사이를 밀폐하며, 피스톤부(30)의 후퇴시 피스톤부(30)가 롤백하는 것을 어느 정도 보조할 수 있다. 한편, 캘리퍼 브레이크는 캘리퍼 하우징(20)의 실린더부(22) 내부로 제동을 위한 유압이 가해질 수 있도록 마스터실린더(미도시)로부터 실린더부(22)에 형성된 오일포트(22a)를 통해 브레이크 오일이 유입될 수 있다.
한편, 한 쌍의 패드플레이트(11, 12)에 부착된 마찰패드(11a, 12a)는 브레이크의 반복적인 사용에 따라 마모될 수 있다. 이와 같이 마찰패드(11a, 12a)가 지속적으로 마모되는 경우 브레이크 제동 성능이 저하되며, 나아가서는 차량의 주행 안정성도 떨어지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 캘리퍼 브레이크는 마찰패드의 마모 정도를 간단하게 측정하는 장치들이 부착되었다. 그러나 이러한 장치들은 마찰패드가 일정 두께 이상 마모된 경우 디스크를 긁음으로써 소음을 유발하거나 또는 디스크에 의해 전선이 단선되어 마찰패드가 일정 두께 이상 마모된 것을 알리는 방식을 채택하였다.
그러나 이러한 것들은 현재 마찰패드가 어느 정도 마모되었는지 파악하기는 어려운 문제점이 있었고, 이에 따라 마찰패드 및 패드플레이트의 교체시기를 파악하기가 용이하지 않은 문제점이 있었다.
등록특허공보 제10-1783168호(2017.09.22. 등록)
본 발명이 해결하려는 과제는, 브레이크 사용에 따른 패드부의 마모 또는 디스크의 온도를 측정할 수 있는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 브레이크 시스템의 모니터링 유닛은, 디스크를 향해 진퇴하는 패드부의 후면에 결합되는 고정부; 상기 고정부에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 전단부가 상기 디스크를 향하도록 상기 패드부를 관통하여 배치되는 이동부; 및 상기 패드부의 마모량을 측정하는 센싱부;를 포함하며, 상기 센싱부는 상기 이동부와 함께 이동되는 노브; 및 상기 노브가 슬라이딩 가능하게 결합되며, 상기 노브가 이동되는 거리에 따라 상기 패드부의 마모량을 측정하는 마모 측정부;를 포함할 수 있다.
상기 마모 측정부는 상기 노브의 이동에 따라 저항값이 변화되는 가변저항기(Variable resistor)로 마련될 수 있다.
상기 가변저항기는 리니어 타입 가변저항기 또는 로테이션 타입 가변저항기로 마련될 수 있다.
상기 고정부는 상기 패드부의 후면에 결합되며, 상기 이동부가 삽입되는 제1 관통홀이 형성된 고정 브라켓; 및 상기 고정 브라켓에 결합되며, 상기 제1 관통홀과 동축상에 배치되며 상기 이동부가 삽입되는 제2 관통홀이 형성되고, 상기 노브가 이동되는 가이드 슬릿이 형성되는 가이드 브라켓;을 포함할 수 있다.
상기 고정 브라켓과 상기 가이드 브라켓 사이에 개재되며, 상기 패드부의 전면으로부터 유입되는 이물질을 차단하며, 상기 이동부가 삽입되는 제3 관통홀이 형성되는 탄성 재질의 씰링패드;를 더 포함할 수 있다.
상기 이동부는 상기 씰링패드의 상기 제3 관통홀에 끼움 결합될 수 있다.
상기 이동부의 측면 중 적어도 일부를 가압하는 측면 가압부;를 더 포함할 수 있다.
상기 측면 가압부는 상기 이동부의 측면에 접촉하는 헤드부; 상기 헤드부가 상기 이동부를 일정한 압력으로 가압하도록 탄성력을 제공하는 제1 스프링부; 및 상기 제1 스프링부의 후단을 지지하는 지지부;를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛은 디스크를 향해 진퇴하는 패드부의 후면에 결합되는 고정부; 상기 고정부에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 전단부가 상기 디스크를 향하도록 상기 패드부를 관통하여 배치되는 이동부; 및 상기 이동부와 함께 이동되며 상기 디스크의 온도값을 측정하는 온도 측정부를 구비하는 센싱부;를 포함할 수 있다.
상기 온도 측정부는 상기 이동부의 내부에 삽입되며, 상기 온도 측정부의 전단부가 상기 이동부의 전단부와 동일한 평면상에 위치하거나 또는 상기 온도 측정부의 전단부가 상기 이동부의 전단부보다 일정거리 전방으로 이격되어 위치될 수 있다.
상기 이동부의 내부에서 상기 이동부를 기준으로 상기 온도 측정부가 고정된 위치를 갖도록 상기 온도 측정부를 일정한 압력으로 가압하는 제2 스프링부;를 더 포함할 수 있다.
상기 온도 측정부는 열전대(Thermocouple)로 마련될 수 있다.
상기 온도 측정부는 상기 온도 측정부의 전단부에 마련되며, 상기 디스크와 직접적으로 접촉되는 구리캡이 구비될 수 있다.
상기 이동부는 상기 이동부의 단부 중 적어도 일부가 절개되는 절개부가 형성되며, 상기 절개부는 상기 이동부에 상기 온도 측정부가 삽입된 경우, 상기 온도 측정부의 상기 구리캡보다 후방에 위치될 수 있다.
상기 절개부는 상기 이동부의 외주면 및 내주면을 관통하는 복수의 관통홀로 형성될 수 있다.
상기 절개부는 상기 이동부의 원주 방향을 따라서 연속적으로 절개되는 관통 슬릿으로 형성될 수 있다.
상기 이동부의 측면 중 적어도 일부를 가압하는 측면 가압부;를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛은 디스크를 향해 진퇴하는 패드부의 후면에 결합되는 고정부; 상기 고정부에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 전단부가 상기 디스크를 향하도록 상기 패드부를 관통하여 배치되는 이동부; 및 상기 패드부의 마모량 또는 상기 디스크의 온도값을 측정하는 센싱부;를 포함하며, 상기 센싱부는 상기 이동부와 함께 이동되는 노브; 상기 노브가 슬라이딩 가능하게 체결되며, 상기 노브가 이동하는 거리에 따라 상기 패드부의 마모량을 측정하는 마모 측정부; 및 상기 이동부와 함께 이동되며 상기 디스크의 온도값을 측정하는 온도 측정부;를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 패드 어셈블리는 마찰패드 및 마찰패드의 후면에 결합되는 패드플레이트가 구비되며, 디스크를 향해 진퇴하는 패드부; 상기 패드부 중 패드플레이트의 후면에 결합되는 고정부; 상기 고정부에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 전단부가 상기 디스크를 향하도록 상기 패드부를 관통하여 배치되는 이동부; 및 상기 패드부의 마모량 또는 상기 디스크의 온도값을 측정하는 센싱부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛은 브레이크 사용에 따른 패드부의 마모 정도를 실시간으로 파악할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛은 디스크의 온도를 측정함으로써 주차 제동 구현을 위한 적절한 압력을 산정할 수 있다.
도 1은 일반적인 캘리퍼 브레이크를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛이 패드플레이트에 결합된 상태의 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센싱부 중 이동부가 전진한 상태의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센싱부 중 이동부가 후퇴한 상태의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 센싱부 중 마모 측정부의 가변저항기를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛을 하방에서 바라본 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동부와, 온도 측정부를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동부와, 온도 측정부를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이동부와, 온도 측정부를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛에 대해서 설명하도록 한다. 도 1 내지 도 11의 경우, 패드부가 디스크를 향해 전진하는 방향을 도면부호 "B1"으로 도시되었으며, 패드부가 디스크로부터 후퇴하는 방향을 도면부호 "B2"으로 도시되었다.
본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛(100)은 패드부(11, 11a)의 마모량을 측정하거나 또는 디스크의 온도를 측정할 수 있다. 도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛(100)은 고정부(110)와, 이동부(120) 및 센싱부를 포함할 수 있다.
고정부(110)는 디스크를 향해 진퇴하는 패드부(11, 11a)의 후면에 결합될 수 있다. 고정부(110)는 후술되는 바와 같이 고정 브라켓(111)과, 가이드 브라켓(112)으로 구비될 수 있다.
패드부(11, 11a)는 디스크를 직접적으로 가압하거나 또는 가압 해제하는 마찰패드(11a)와, 마찰패드(11a)의 후면에 결합되는 패드플레이트(11)로 구비될 수 있다. 패드플레이트(11)의 후면은 캘리퍼 하우징의 실린더부에 내장되는 피스톤부가 접촉될 수 있다. 아울러, 패드플레이트(11)의 후면 중 피스톤부가 접촉되는 부위와 중첩되지 않는 단부에 고정부(110)가 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛(100)은 내측 패드플레이트(11) 및 외측 패드플레이트(12)의 한 쌍의 패드플레이트(11, 12) 중 내측 패드플레이트(11)의 후면에 결합되는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다. 이하, 설명의 편의를 위해 브레이크 시스템의 모니터링 유닛(100)이 내측 패드플레이트(11)의 후면에 결합된 경우를 예로 들어 설명한다.
고정부(110)는 패드부(11, 11a) 중 패드플레이트(11)의 후면에 결합될 수 있다. 도 2를 살펴보면, 차량이 전진하는 경우 디스크는 마찰패드(11a)의 전방에서 "A" 방향으로 회전될 수 있다. 한편, 마찰패드(11a)의 전면은 디스크가 진입하는 방향의 리딩면(11a-1) 및 디스크가 나가는 방향의 트레일링면(11a-2)으로 구획될 수 있다. 한편, 반복되는 브레이크 동작 구현으로 인해 패드부(11, 11a) 중 마찰패드(11a)는 점점 마모되며 두께가 감소하게 된다. 이와 같이 마찰패드(11a)가 마모되는 경우 마찰패드(11a)의 전면 중 디스크가 진입하는 측의 리딩면(11a-1)이 트레일링면(11a-2)보다 좀 더 빠른 속도로 마모될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛(100)은 패드플레이트(11) 중 마찰패드(11a)의 리딩면(11a-1)에 후방에 위치된 후면에 결합되는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
도 2, 3 및 7을 참조하면, 이동부(120)는 고정부(110)에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 전단부가 디스크를 향하도록 패드부(11, 11a)를 관통하여 배치될 수 있다. 한편, 패드플레이트(11) 및 이에 부착된 마찰패드(11a)는 브레이크 제동 구현을 위해 디스크를 향해 전진하거나 또는 브레이크 제동 해제를 위해 디스크로부터 후퇴할 수 있다.
한편, 이동부(120)는 중공의 원기둥 형상으로 마련될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 이동부(120)의 내부에는 센싱부 중 온도 측정부(140)가 삽입될 수 있다. 한편, 이동부(120)는 열전달계수가 다소 낮은 스테인리스 스틸 또는 세라믹 재질로 구비될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛(100)은 디스크의 온도값을 측정하거나 또는 패드부(11, 11a)의 마모량을 측정하는 센싱부를 포함할 수 있다.
도 4 및 9를 참조하면, 센싱부는 노브(131)와, 마모 측정부(130) 및 온도 측정부(140)를 포함할 수 있다. 노브(131)는 이동부(120)와 함께 이동될 수 있다. 노브(131)는 이동부(120)의 후단부에 마련된 절개 슬릿(121)에 삽입될 수 있다. 노브(131)는 상부측 단부가 이동부(120)의 절개 슬릿(121)에 삽입될 수 있다. 노브(131)가 이동부(120)의 절개 슬릿(121)에 삽입된 상태에서 이동부(120)의 후단부에 형성된 체결홀(122)을 통해 체결부재가 삽입되어 노브(131)가 이동부(120)에 고정될 수 있다. 이에 따라 노브(131)는 이동부(120)의 이동에 따라 마모 측정부(130) 상에서 슬라이딩될 수 있다. 노브(131)는 마모 측정부(130)의 몸체가 삽입될 수 있도록 마모 측정부(130)의 몸체와 대응되는 형상의 고리가 구비될 수 있다.
마모 측정부(130)는 노브(131)가 슬라이딩 가능하게 결합되며, 노브(131)가 이동되는 거리에 따라 패드부(11, 11a)의 마모량을 측정할 수 있다. 한편, 마모 측정부(130)는 가이드 브라켓(112)에 결합되어 고정된 위치를 가질 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 마모 측정부(130)는 노브(131)의 이동에 따라 저항값이 변화되는 가변저항기(Variable resistor)로 마련될 수 있다. 가변저항기는 전기회로의 소자로서 회로에 흐르는 전류를 저어진 범위 내에서 다양하게 변화시킬 수 있는 저항이다. 가변저항기는 공지의 구성이므로 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.
가변저항기는 리니어 타입 가변저항기 또는 로테이션 타입 가변저항기로 마련될 수 있다. 리니어 타입 가변저항기는 도 6의 (a)에 도시된 타입의 저항 회로도를 구비할 수 있다.
도 6의 (a)를 참조하면, 가변저항기가 리니어 타입 가변저항기로 구비되는 경우를 설명한다. 이동부(120) 및 이에 결합된 노브(131)가 슬라이딩되는 경우, 노브(131)와 연결된 도면부호 "(2)" 단자가 함께 이동하며, 도면부호 "(1)" 단자와 도면부호 "(2)" 단자 사이에 저항값이 변화될 수 있다. 이 경우, 도면부호 "(1)" 단자와 "(2)" 단자 사이에 일정한 전압을 부여하게 되면, 도면부호 "(2)" 단자의 이동에 따라 도면부호 "(1)" 단자와 "(2)" 단자 사이에 흐르는 전류가 변화될 수 있다. 즉 노브(131)의 이동에 따른 "(2)" 단자의 이동에 따라서 감소되는 전류값의 비율을 측정하여 패드부(11, 11a)가 얼마나 마모되었는지 여부를 판단할 수 있다. 한편, 가변저항기는 온도에 따라 가변저항값이 변화될 수 있다. 이 때, 디스크로부터 전달되는 고열로 인해 가변저항값이 의도한 대로 변하지 않아 패드부(11, 11a)의 마모 정도를 정확하게 파악하기 어려운 문제점이 있을 수 있다. 이를 해결하기 위해 "(1)" 단자와 "(3)" 단자 사이에 일정한 전압을 부여하고, "(2)" 단자의 이동에 따라 "(2)" 단자에서 측정되는 전압값을 통해 패드부(11, 11a)의 마모량을 판단하는 방식도 가능하다. 이와 같이 구성하면 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛은 가변저항기에 인가되는 전압의 변화값을 측정함으로써, 온도 변화에도 영향 없이 패드부(11, 11a)가 얼마나 마모되었는지 여부를 측정할 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 가변저항기가 로테이션 타입 가변저항기로 구비되는 경우를 설명한다. 이동부(120) 및 이에 결합되는 노브(131)가 슬라이딩되는 경우, 노브(131)와 연결된 단자(도면부호 미도시)가 3번 위치로부터 반시계 방향으로 회전될 수 있다. 한편, 노브(131)의 직선 슬라이딩을 회전 운동으로 변환하기 위해 노브(131)와 단자 상호간에 별도의 링크가 구비될 수 있다. 이 경우, 반시계 방향으로 단자가 회전함에 따라 단자 사이에 저항값이 변화될 수 있다. 즉 노브(131)의 이동에 따른 단자의 이동에 따라서 감소되는 전류값의 비율을 측정하여 패드부(11, 11a)가 얼마나 마모되었는지 여부를 판단할 수 있다. 한편, 가변저항기는 리니어 엔코더 타입으로 마련될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 고정부(110)는 고정 브라켓(111)과, 가이드 브라켓(112)을 포함할 수 있다. 고정 브라켓(111)은 패드부(11, 11a) 중 패드플레이트(11)의 후면에 결합되며, 이동부(120)가 삽입되는 제1 관통홀(111a)이 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이 고정 브라켓(111)은 소정 두께를 가지며, 제1 관통홀(111a) 및 그 이외의 다수의 관통홀이 형성될 수 있다. 제1 관통홀(111a)을 제외한 다수의 관통홀은 체결부재를 통해 패드플레이트(11)에 결합되기 위한 것 또는 체결부재를 통해 가이드 브라켓(112)과 결합되기 위한 것으로 구비될 수 있다.
가이드 브라켓(112)은 고정 브라켓(111)에 결합될 수 있다. 가이드 브라켓(112)은 고정 브라켓(111)의 제1 관통홀(111a)과 동축상에 배치되며 이동부(120)가 삽입되는 제2 관통홀(112a)이 형성될 수 있다. 가이드 브라켓(112)은 고정 브라켓(111)에 결합되는 전단부와, 케이싱(160)에 의해 지지되는 후단부 및 전단부와 후단부를 연결하는 바디부를 구비할 수 있다. 가이드 브라켓(112)은 전단부에 제2 관통홀(112a) 및 그 이외의 다수의 관통홀이 형성될 수 있다. 제2 관통홀(112a)을 제외한 다수의 관통홀은 체결부재를 통해 고정 브라켓(111)에 결합되기 위한 것으로 구비될 수 있다.
가이드 브라켓(112)은 가이드 브라켓(112)의 바디부에 노브(131)가 이동되는 경로를 형성하는 가이드 슬릿(112b)이 형성될 수 있다. 가이드 슬릿(112b)은 가이드 브라켓(112)의 바디부에 장방형으로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛(100)은 고정 브라켓(111)과 가이드 브라켓(112)의 전단부 사이에 개재되는 씰링패드(180)를 더 포함할 수 있다. 씰링패드(180)는 패드부(11, 11a) 중 이동부(120)가 관통 배치되는 부위를 통해 패드부(11, 11a)의 전면으로부터 가이드 브라켓(112) 또는 센싱부 측으로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다. 한편, 씰링패드(180)는 탄성 재질의 고무패드 또는 실리콘패드로 마련될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 씰링패드(180)는 이동부(120)가 삽입되는 제3 관통홀(180a)이 형성될 수 있다.
제3 관통홀(180a)은 제1 관통홀(111a) 및 제2 관통홀(112a)과 동축상에 배치될 수 있다. 씰링패드(180)의 제3 관통홀(180a)의 직경은 이동부(120)의 외주면의 직경보다 작게 마련될 수 있다. 즉 씰링패드(180)의 제3 관통홀(180a) 은 이동부(120)의 외주면에 밀착될 수 있다. 이에 따라 이동부(120)는 씰링패드(180)의 제3 관통홀(180a)에 끼움 결합되며, 씰링패드(180)의 제3 관통홀(180a)의 내주면이 이동부(120)의 외주면을 어느 정도 가압하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛(100)은 측면 가압부(170)를 더 포함할 수 있다. 측면 가압부(170)는 이동부(120)의 측면 중 적어도 일부를 가압할 수 있다. 측면 가압부(170)는 고정 브라켓(111), 패드플레이트(11) 또는 가이드 브라켓(112) 등 다양한 위치에 설치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 측면 가압부(170)가 고정 브라켓(111)에 설치된 경우를 예로 들어 설명한다.
측면 가압부(170)는 이동부(120)의 측면 중 적어도 일부를 가압할 수 있다. 이를 위해 측면 가압부(170)는 헤드부(171)와, 제1 스프링부(172) 및 지지부(173)를 포함할 수 있다.
도 3 및 8을 참조하면, 측면 가압부(170)는 고정 브라켓(111)의 하단부(111b)에 형성되어 제1 관통홀(111a)과 연통되는 가압홀(111c)에 삽입될 수 있다. 즉 측면 가압부(170)는 고정 브라켓(111)의 가압홀(111c)에 설치될 수 있다. 이 경우, 고정 브라켓(111)의 하단부에 형성되는 가압홀(111c)에 측면 가압부(170)가 설치됨으로써 측면 가압부(170)는 패드플레이트(11)가 진퇴 가능하게 설치되는 캐리어의 단부와 중첩되지 않을 수 있다. 한편, 측면 가압부(170)는 전술한 것에 한정하는 것은 아니며 판 스프링으로 마련될 수도 있다.
가압홀(111c)의 내주면은 지지부(173)의 외주면과 나사 결합될 수 있다. 이에 따라 지지부(173)는 가압홀(111c)에 회전하며 삽입되고, 가압홀(111c)의 내부에서 고정된 위치를 가질 수 있다.
헤드부(171)는 가압홀(111c)에 삽입되어 이동부(120)의 측면에 접촉할 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 헤드부(171)는 이동부(120)의 측면 중 하방측에 접촉할 수 있다. 헤드부(171)는 가압홀(111c)의 내부에서 제1 스프링부(172)에 의해 가압될 수 있다.
제1 스프링부(172)는 헤드부(171)가 이동부(120)를 일정한 압력으로 가압하도록 탄성력을 제공할 수 있다. 이를 위해 제1 스프링부(172)는 후단이 지지부(173)에 의해 지지되며, 전단이 헤드부(171)를 가압할 수 있다.
센싱부 중 온도 측정부(140)는 이동부(120)와 함께 이동되며 디스크의 온도값을 측정할 수 있다. 도 9를 참조하면, 온도 측정부(140)는 이동부(120)의 내부에 삽입되며, 온도 측정부(140)의 전단부가 이동부(120)의 전단부와 동일한 평면상에 위치하거나 또는 온도 측정부(140)의 전단부가 이동부(120)의 전단부보다 일정거리 전방으로 이격될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛(100)은 제2 스프링부(150)를 더 포함할 수 있다. 제2 스프링부(150)는 이동부(120)의 내부에서 이동부(120)를 기준으로 온도 측정부(140)가 고정된 위치를 갖도록 온도 측정부(140)를 일정한 압력으로 가압할 수 있다. 즉 반복되는 브레이크 제동 구현에도 온도 측정부(140)가 이동부(120)상에서 고정된 위치를 가짐으로써 디스크의 온도를 계속적으로 측정할 수 있다.
온도 측정부(140)는 열전대(Thermocouple)로 마련될 수 있다. 열전대는 두 종류의 금속을 조합하였을 때 접합 양단의 온도가 서로 다르면 이 두 금속 사이에 전류가 흐르며, 이 전류로 2접점 간의 온도차를 알 수 있는 장치이다. 열전대는 공지의 영역이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
온도 측정부(140)는 이동부(120)와 함께 이동되며, 디스크와 접촉시 디스크의 온도를 측정할 수 있다. 한편, 온도 측정부(140)는 온도 측정부(140)의 전단부에 마련되며, 디스크와 직접적으로 접촉되는 구리 재질의 구리캡(141)이 구비될 수 있다.
구리캡(141)은 디스크와 열전대가 직접적으로 접촉함으로써 열전대가 마모되는 것을 방지할 수 있다. 구리캡(141)은 어느 정도 무른 재질이므로 디스크와 접촉하더라도 디스크에 과도한 스크래치가 발생되는 것을 방지하며, 구리캡(141)이 마모될 수 있다. 구리캡(141)은 열 전도율이 높으므로 구리캡(141)이 마모된다고 하여도 디스크의 온도를 원활하게 열전대로 전달할 수 있다.
한편, 미설명된 도면부호 "160"은 모니터링 유닛(100)의 케이싱(160)을 나타낸다. 아울러, 미설명된 도면부호 "161"은 마모 측정부(130) 및 온도 측정부(140)가 케이싱(160)의 외부에 마련되는 제어부(미도시)와 전기적으로 연결되도록 하는 전기선(미도시)이 배치될 수 있는 연결포트(161)을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동부(120) 및 온도 측정부(140)를 나타낸다. 도 9의 (a)는 이동부(120) 및 온도 측정부(140)가 분리된 상태가 도시되었으며, 도 9의 (b)는 이동부(120) 및 온도 측정부(140)가 결합된 상태가 도시된다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동부(120) 및 온도 측정부(140)를 나타낸다. 도 10의 (a)는 이동부(120) 및 온도 측정부(140)가 분리된 상태가 도시되었으며, 도 10의 (b)는 이동부(120) 및 온도 측정부(140)가 결합된 상태가 도시된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 이동부(120)는 이동부(120)의 단부 중 적어도 일부가 절개되는 절개부(223)가 형성될 수 있다. 절개부는 이동부(120)에 온도 측정부(140)가 삽입된 경우, 온도 측정부(140)의 구리캡(141)보다 후방에 위치될 수 있다. 한편, 절개부(223)는 이동부(120)의 외주면 및 내주면을 관통하는 복수의 관통홀로 형성될 수 있다.
복수의 관통홀로 형성되는 절개부(223)가 마련됨으로써 이동부(120)는 절개부(223)가 형성된 단부의 단면적이 다른 부분보다 작게 마련될 수 있다. 이에 따라 이동부(120) 중 절개부(223)가 형성된 부위는 다른 부위보다 열 전달율이 낮아지게 된다. 따라서 디스크의 높은 열이 이동부(120)를 통해 열전대 또는 노브(131)로 전달되는 것이 어느 정도 완화되어 전달될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이동부(120) 및 온도 측정부(140)를 나타낸다. 도 11의 (a)는 이동부(120) 및 온도 측정부(140)가 분리된 상태가 도시되었으며, 도 11의 (b)는 이동부(120) 및 온도 측정부(140)가 결합된 상태가 도시된다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 이동부(120)는 이동부(120)의 단부 중 적어도 일부가 절개되는 절개부(323)가 형성될 수 있다. 절개부(323)는 이동부(120)에 온도 측정부(140)가 삽입된 경우, 온도 측정부(140)의 구리캡(141)보다 후방에 위치될 수 있다. 한편, 절개부(323)는 이동부(120)의 원주 방향을 따라 연속적으로 절개되는 관통 슬릿으로 형성될 수 있다.
관통 슬릿으로 형성되는 절개부(323)가 마련됨으로써 이동부(120)는 절개부(323)가 형성된 단부의 단면적이 다른 부분보다 작게 마련될 수 있다. 이에 따라 이동부(120) 중 절개부(323)가 형성된 부위는 다른 부위보다 열 전달율이 낮아지게 된다. 따라서 디스크의 높은 열이 이동부(120)를 통해 열전대 또는 노브(131)로 전달되는 것이 어느 정도 완화되어 전달될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛(100)이 패드부(11, 11a)의 마모량 또는 디스크의 온도를 측정하는 과정을 설명한다.
우선, 패드부(11, 11a)의 마모량을 측정하는 과정을 설명한다. 마찰패드(11a) 및 패드플레이트(11)가 반복적으로 진퇴하는 경우, 디스크와 접촉하는 마찰패드(11a)의 전면이 점진적으로 마모되며 마찰패드(11a)의 두께가 점점 얇아지게 된다. 이 때, 패드부(11, 11a)에 관통 배치되는 이동부(120)는 마찰패드(11a)가 얇아짐에 따라 마찰패드(11a)가 디스크에 접촉하는 경우 마찰패드(11a)의 전면의 위치까지는 후퇴하게 된다.
이 경우, 도 4와 같이 배치된 이동부(120) 및 노브(131)가 고정부(110) 상에서 후퇴 슬라이딩되어 도 5와 같은 배치를 가질 수 있다. 이 때, 노브(131)와 연결된 마모 측정부(130)에서는 마모 측정부(130)에 구비된 가변저항기의 저항값이 변화되며, 가변저항기의 흐르는 전류값이 달라지게 된다. 이 때, 가변저항기와 연결된 제어부(미도시)는 가변저항기에 흐르는 전류값에 따라 마찰패드(11a)가 어느 정도 마모되었는지 판단하고, 이를 운전자 또는 관리자에게 알릴 수 있다.
한편, 이동부(120)는 이동부(120)의 측면 중 일부가 씰링패드(180) 또는 측면 가압부(170)의 헤드부(171)에 의해 가압될 수 있다. 이에 따라 이동부(120)는 씰링패드(180) 또는 헤드부(171)에 의해 측면에 마찰력이 인가될 수 있다. 이 때, 씰링패드(180) 또는 헤드부(171)에 의해 형성되는 마찰력의 크기를 적절히 조절하여 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 우선, 씰링패드(180) 또는 헤드부(171)가 형성하는 마찰력은 이동부(120)가 차량의 주행 중에도 고정된 위치를 가지도록 한다. 차량은 차량의 주행 조건 또는 도로의 조건에 따라 이동부(120) 또는 기타 다른 장비에서 진동이 발생할 수 있다. 이동부(120)는 진동이 발생하여도 씰링패드(180) 또는 헤드부(171)가 형성한 마찰력에 의해 그 위치가 고정될 수 있다. 이에 따라 차량의 주행시 진동에 의해 이동부(120)가 전진되어 디스크에 부딪히거나 또는 이동부(120)가 후퇴되어 이동부(120)의 전단부가 패드부(11, 11a)의 내측으로 삽입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 이동부(120)에 인가되는 외부 힘이 씰링패드(180) 또는 헤드부(171)가 형성한 마찰력보다 큰 경우 이동부(120)는 후퇴될 수 있다. 예를 들어, 패드부(11, 11a)가 마모됨에 따라 이동부(120)의 전단부는 패드부(11, 11a)의 전면보다 전방에 위치하게 된다. 이 때, 브레이크 제동 구현을 위해서는 패드부(11, 11a)가 디스크에 닿을 때까지 전진되어야 하므로, 이동부(120)는 이동부(120)의 전단부가 패드부(11, 11a)의 전면과 동일한 위치에 배치될 때까지 디스크에 의해 가압되게 된다. 따라서 디스크에 의해 이동부(120)에 인가되는 외부 힘이 마찰력보다 큰 상태에 해당되므로, 이동부(120)는 이동부(120)의 전단부가 패드부(11, 11a)의 전면과 동일한 위치에 배치될 때까지 후퇴되게 된다. 이후, 이동부(120)의 전단부가 패드부(11, 11a)의 전면과 동일한 위치에 배치된 경우, 디스크에 의해 이동부(120)에 인가되는 외부 힘이 사라지므로 이동부(120)는 씰링패드(180) 또는 헤드부(171)가 형성한 마찰력에 의해 그 위치가 고정되게 된다.
이동부(120)의 전단부와 패드부(11, 11a)의 전면과 동일한 위치에 배치되면, 추가적으로 패드부(11, 11a)가 마모되기 전까지 이동부(120)의 위치가 고정되게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 모니터링 유닛(100)은 실시간으로 마찰패드(11a)의 마모 정도를 확인할 수 있으므로, 패드부(11, 11a)의 교체시기를 용이하게 파악할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 디스크의 온도를 측정하는 과정을 설명한다. 브레이크 제동 구현시 이동부(120) 및 이동부(120)에 삽입된 온도 측정부(140)의 구리캡(141)이 디스크와 접촉되게 된다. 이 경우, 디스크는 마찰패드(11a)가 형성하는 마찰력에 의해 제동력이 걸림과 동시에 디스크의 온도가 상승되게 된다. 이 때, 디스크의 온도가 과도하게 상승된다면 마찰패드(11a)의 마찰계수가 디스크의 온도가 낮을 때보다 낮아지게 된다. 이 경우, 마찰패드(11a)의 마찰계수가 낮아지게 되므로 주차 제동 구현을 위해 마찰패드(11a)가 디스크를 강하게 가압하여야 된다. 본 발명의 실시예에 따른 온도 측정부(140)는 디스크의 온도를 측정할 수 있다. 온도 측정부(140)를 통해 측정된 디스크의 온도는 제어부(미도시)로 제공될 수 있다. 제어부(미도시)는 디스크의 온도가 기 설정된 값 이상인 경우, 마찰패드(11a)의 마찰계수가 떨어지는 경우로 판단하고 주차 제동 구현시 마스터실린더로부터 오일포트로 도입되는 브레이크 오일의 양을 증가시킬 수 있다. 이에 따라 피스톤부는 강하게 패드부(11, 11a)를 가압하게 되며, 마찰패드(11a)가 좀 더 강하게 디스크를 가압하므로 보다 안정적인 주체 제동이 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 브레이크 패드 어셈블리는 마찰패드(11a) 및 마찰패드(11a)의 후면에 결합되는 패드플레이트(11)가 구비되며, 디스크를 향해 진퇴하는 패드부(11, 11a)와, 패드부(11, 11a) 중 패드플레이트(11)의 후면에 결합되는 고정부(110)와, 고정부(110)에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 전단부가 디스크를 향하도록 패드부(11, 11a)를 관통하여 배치되는 이동부(120) 및 패드부(11, 11a)의 마모량 또는 디스크의 온도값을 측정하는 센싱부를 포함할 수 있다.
본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 브레이크 시스템의 모니터링 유닛의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 모니터링 유닛
120 : 이동부
130 : 마모 측정부
131 : 노브
140 : 온도 측정부
141 : 구리캡
160 : 케이싱
170 : 측면 가압부
180 : 씰링패드

Claims (17)

  1. 디스크를 향해 진퇴하는 패드부의 후면에 결합되는 고정부;
    상기 고정부에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 전단부가 상기 디스크를 향하도록 상기 패드부를 관통하여 배치되는 이동부; 및
    상기 패드부의 마모량을 측정하는 센싱부;를 포함하며,
    상기 센싱부는
    상기 이동부와 함께 이동되는 노브;
    상기 노브가 슬라이딩 가능하게 결합되며, 상기 노브가 이동되는 거리에 따라 상기 패드부의 마모량을 측정하는 마모 측정부; 및
    상기 이동부의 측면 중 적어도 일부를 가압하는 측면 가압부; 를 포함하는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 마모 측정부는
    상기 노브의 이동에 따라 저항값이 변화되는 가변저항기(Variable resistor)로 마련되는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 가변저항기는
    리니어 타입 가변저항기 또는 로테이션 타입 가변저항기로 마련되는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 고정부는
    상기 패드부의 후면에 결합되며, 상기 이동부가 삽입되는 제1 관통홀이 형성된 고정 브라켓; 및
    상기 고정 브라켓에 결합되며, 상기 제1 관통홀과 동축상에 배치되며 상기 이동부가 삽입되는 제2 관통홀이 형성되고, 상기 노브가 이동되는 가이드 슬릿이 형성되는 가이드 브라켓;을 포함하는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 고정 브라켓과 상기 가이드 브라켓 사이에 개재되며, 상기 패드부의 전면으로부터 유입되는 이물질을 차단하며, 상기 이동부가 삽입되는 제3 관통홀이 형성되는 탄성 재질의 씰링패드;를 더 포함하는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 이동부는
    상기 씰링패드의 상기 제3 관통홀에 끼움 결합되는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 측면 가압부는
    상기 이동부의 측면에 접촉하는 헤드부;
    상기 헤드부가 상기 이동부를 일정한 압력으로 가압하도록 탄성력을 제공하는 제1 스프링부; 및
    상기 제1 스프링부의 후단을 지지하는 지지부;를 포함하는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  8. 디스크를 향해 진퇴하는 패드부의 후면에 결합되는 고정부;
    상기 고정부에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 전단부가 상기 디스크를 향하도록 상기 패드부를 관통하여 배치되는 이동부;
    상기 이동부와 함께 이동되며 상기 디스크의 온도값을 측정하는 온도 측정부를 구비하는 센싱부; 및
    상기 이동부의 측면 중 적어도 일부를 가압하는 측면 가압부; 를 포함하는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 온도 측정부는
    상기 이동부의 내부에 삽입되며, 상기 온도 측정부의 전단부가 상기 이동부의 전단부와 동일한 평면상에 위치하거나 또는 상기 온도 측정부의 전단부가 상기 이동부의 전단부보다 일정거리 전방으로 이격되어 위치되는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 이동부의 내부에서 상기 이동부를 기준으로 상기 온도 측정부가 고정된 위치를 갖도록 상기 온도 측정부를 일정한 압력으로 가압하는 제2 스프링부를 더 포함하는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 온도 측정부는
    열전대(Thermocouple)로 마련되는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 온도 측정부는
    상기 온도 측정부의 전단부에 마련되며, 상기 디스크와 직접적으로 접촉되는 구리캡이 구비되는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 이동부는
    상기 이동부의 단부 중 적어도 일부가 절개되는 절개부가 형성되며,
    상기 절개부는
    상기 이동부에 상기 온도 측정부가 삽입된 경우, 상기 온도 측정부의 상기 구리캡보다 후방에 위치되는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 절개부는
    상기 이동부의 외주면 및 내주면을 관통하는 복수의 관통홀로 형성되는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 절개부는
    상기 이동부의 원주 방향을 따라서 연속적으로 절개되는 관통 슬릿으로 형성되는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  16. 디스크를 향해 진퇴하는 패드부의 후면에 결합되는 고정부;
    상기 고정부에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 전단부가 상기 디스크를 향하도록 상기 패드부를 관통하여 배치되는 이동부; 및
    상기 패드부의 마모량 또는 상기 디스크의 온도값을 측정하는 센싱부;를 포함하며,
    상기 센싱부는
    상기 이동부와 함께 이동되는 노브;
    상기 노브가 슬라이딩 가능하게 체결되며, 상기 노브가 이동하는 거리에 따라 상기 패드부의 마모량을 측정하는 마모 측정부;
    상기 이동부와 함께 이동되며 상기 디스크의 온도값을 측정하는 온도 측정부; 및
    상기 이동부의 측면 중 적어도 일부를 가압하는 측면 가압부; 를 포함하는 브레이크 시스템의 모니터링 유닛.
  17. 마찰패드 및 마찰패드의 후면에 결합되는 패드플레이트가 구비되며, 디스크를 향해 진퇴하는 패드부;
    상기 패드부 중 패드플레이트의 후면에 결합되는 고정부;
    상기 고정부에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 전단부가 상기 디스크를 향하도록 상기 패드부를 관통하여 배치되는 이동부;
    상기 패드부의 마모량 또는 상기 디스크의 온도값을 측정하는 센싱부; 및
    상기 이동부의 측면 중 적어도 일부를 가압하는 측면 가압부; 를 포함하는 브레이크 패드 어셈블리.
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