KR20230092789A - 브레이크 패드 및 이를 포함하는 디스크 브레이크 시스템 - Google Patents

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KR20230092789A
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샤힌 하템
바그너 로타르
브라운 카이
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에이치엘만도 주식회사
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Abstract

본 발명은 디스크 브레이크 시스템용 브레이크 패드 (2) 및 디스크 브레이크 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 브레이크 패드 (2)는 브레이크 디스크 (1)와 대면하는 앞면 (4)을 갖는 백 플레이트 (5), 및 상기 브레이크 디스크 (1)의 마찰면과 접촉하도록 상기 백 플레이트 (5)의 상기 앞면 (4)에 배치된 마찰층 (3)을 포함하고, 상기 백 플레이트 (5)는 캐리어 (13)의 안내 리세스 (14)에 슬라이딩 가능하게 수용되는 안내 돌기 (9)를 포함하고, 상기 백 플레이트 (5)의 안내 돌기 (9)는 상기 안내 돌기 (9)와 상기 캐리어 (13) 사이의 간격 폭 또는 상기 안내 돌기 (9)와 패드 스프링 (16) 사이의 간격 폭을 줄이도록 상기 안내 리세스 (14)의 안내 표면 (15)을 향하여 연장되도록 구성된 돌출부 (10)를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

브레이크 패드 및 이를 포함하는 디스크 브레이크 시스템{Brake pad for a disk brake system and disk brake system}
본 발명은 디스크 브레이크 시스템용 브레이크 패드 및 이를 포함하는 디스크 브레이크 시스템에 관한 것이다.
브레이크 엔지니어들은 디스크 브레이크 시스템의 스퀼 소음 (일반적으로 1000 내지 1600O Hz 의 주파수에서 나타나는 음조의 큰 소음)을 억제하기 위한 강력한 솔루션을 찾고 있다. 한편 노이즈, 진동 및 거칠기 특성들을 개선하는 것으로 알려진 솔루션들은 다음과 같다. 브레이크 패드 어셈블리의 백플레이트 뒷면에 접착된 강철 심, 브레이크 패드 어셈블리의 패드에 있는 다양한 챔퍼, 디스크와 접촉하는 패드 표면, 브레이크 패드의 마찰재 변형, 마찰재를 백플레이트에 연결하는 하부층, 및 캐리어 또는 하우징과 같은 특정 구성 요소에 추가된 거대한 본체. 심의 주요 효과는 시스템 모드를 서로 분리시키는 것이다. 이 솔루션들은 스퀼 소음 특성이 개선되도록 도울 수 있지만, 대부분의 경우에 특정 제동 조건(저주파수 또는 고주파수, 저온 또는 고온) 하에서만 잘 작동한다. 종래 기술은 예를 들어 문헌 DE 197 06 122 A1에서 찾을 수 있다.
본 발명의 목적은 개선된 디스크 브레이크 시스템용 브레이크 패드를 제공하는 것이다. 특히 본 발명의 목적은 후방 제동 시에 나타나는 소음, 특히 딸깍거리는 소음, 및 거친 도로 상에서 운전할 때 일반적으로 나타나는 덜거덕거림, 즉 비-고조파 소음을 안정적으로 억제하고, 낮은 질량의 콤팩트하고 견고한 브레이크 패드 조립체를 저비용으로 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 의한 브레이크 디스크 (1)와 대면하는 앞면 (4)을 갖는 백 플레이트 (5), 및 상기 브레이크 디스크 (1)의 마찰면과 접촉하도록 상기 백 플레이트 (5)의 상기 앞면 (4)에 배치된 마찰층 (3)을 포함하고, 상기 백 플레이트 (5)는 캐리어 (13)의 안내 리세스 (14)에 슬라이딩 가능하게 수용되는 안내 돌기 (9)를 포함하고, 상기 백 플레이트 (5)의 안내 돌기 (9)는 상기 안내 돌기 (9)와 상기 캐리어 (13) 사이의 간격 폭 또는 상기 안내 돌기 (9)와 패드 스프링 (16) 사이의 간격 폭을 줄이도록 상기 안내 리세스 (14)의 안내 표면 (15)을 향하여 연장되도록 구성된 돌출부 (10)를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 백 플레이트 (5) 는 백 플레이트 본체를 포함하고, 상기 백 플레이트의 상기 안내 돌기 (9) 는 상기 백 플레이트 본체로부터 접선 방향에 수직하는 외측 방향으로 돌출할 수 있다.
상기 돌출부 (10)가 적어도 부분적으로 구형 캡의 형상으로 마련될 수 있다.
상기 돌출부 (10)는 곡률 반경이 5 mm 이하일 수 있다.
상기 돌출부 (10)는 접선 방향에 수직하는 외측 방향으로 연장될 수 있다.
상기 돌출부 (10)는 반경 방향으로 연장될 수 있다.
상기 백 플레이트 (5)의 상기 안내 돌기(9)는 상기 캐리어(13)의 상기 안내 리세스 (14)의 상기 안내 표면(15)을 향해 연장되는 제 2 돌출부 (10'')를 포함하여 상기 안내 돌기 (9)와 상기 캐리어 (13) 사이의 간격 폭 또는 상기 안내 돌기 (9)와 패드 스프링 (16) 사이의 간격 폭을 줄일 수 있다.
상기 돌출부 (10)와 상기 제2 돌출부 (10'')는 둘 다 상기 접선 방향에 수직하는 외측 방향으로 연장되거나, 상기 돌출부 (10)와 상기 제2 돌출부 (10'')는 둘 다 반경 방향으로 연장될 수 있다.
상기 안내 돌기 (9)는 구형의 형상일 수 있다.
상기 돌출부 (10)의 표면적의 적어도 일부가 비점착성 재료로 형성되거나 또는 덮여 있을 수 있다.
상기 안내 돌기 (9)는 안내 돌기 본체 (11)를 포함하고, 상기 돌출부 (10)는 상기 안내 돌기 본체 (11)에 부착되고, 상기 안내 돌기 본체 (11)와 상기 돌출부 (10)는 일체형 부품으로 형성될 수 있다.
상기 백 플레이트 (5)는 백 플레이트 본체 (8)를 포함하고, 상기 안내 돌기 (9)와 상기 백 플레이트 본체 (8)가 접합부로 형성될 수 있다.
브레이크 패드 (2) 및 캐리어 (13)를 포함하며, 상기 브레이크 패드 (2)는 브레이크 적용 시 축 방향으로 상기 캐리어 (13) 주위를 슬라이딩 하도록 구성될 수 있다.
상기 돌출부 (10)의 영역 내 상기 백 플레이트 (5)의 상기 안내 돌기 (9)와 상기 캐리어 (13) 사이의 간격 폭 또는 상기 안내 돌기 (9)와 패드 스프링 (16) 사이의 간격 폭은 0.8 mm 이하일 수 있다.
본 발명은 후방 제동 시에 나타나는 소음, 특히 딸깍거리는 소음, 및 거친 도로 상에서 운전할 때 일반적으로 나타나는 덜거덕거림, 즉 비-고조파 소음을 안정적으로 억제하고, 낮은 질량의 콤팩트하고 견고한 브레이크 패드 조립체를 저비용으로 제공할 수 있다.
도 1는 브레이크 패드 및 브레이크 디스크의 개략적인 단면도를 도시한 것이고,
도 2는 브레이크 패드의 사시도를 도시한 것이고,
도 3 및 도 4는 상이한 실시예들에 따른 캐리어 및 브레이크 패드 부분의 개략적인 단면도를 도시한 것이고,
도 5 내지 도 7은 추가 실시예에 따른 캐리어 및 브레이크 패드 부분의 개략적인 단면도를 도시한 것이고,
도 8 및 도 9는 다른 실시예에 따른 백 플레이트 일부의 개략적인 단면도를 도시한 것이고,
도 10 내지 도 12는 추가 실시예에 따른 단면도를 도시한 것이다.
제시된 디스크 브레이크 시스템용 브레이크 패드는 디스크 브레이크 시스템의 브레이크 디스크와 대면하는 앞면을 갖는 백 플레이트 및 브레이크 디스크의 마찰 표면과 접촉하기 위해 백 플레이트의 앞면에 배치된 마찰층을 포함한다. 백 플레이트는 디스크 브레이크 시스템의 캐리어의 안내 리세스 내에 슬라이딩 가능하게 수용되도록 구성된 안내 돌기를 포함한다. 안내 돌기는 백 플레이트의 귀부일 수 있다. 캐리어의 안내 리세스는 안내 홈일 수 있다. 백 플레이트의 안내 돌기는 돌출부를 포함한다. 돌출부는 돌출부 영역에 있는 백 플레이트의 안내 돌기와 디스크 브레이크 시스템의 인접부 사이의 간격 폭을 줄이기 위해 캐리어의 안내 리세스의 안내 표면을 향해 연장되도록 구성된다.
종래 기술과 비교해 브레이크 패드와 캐리어 사이의 접촉 영역이 돌출부에 의해 더 명확해질 수 있다. 브레이크 소음, 특히 스퀼 소음을 일으키는 주요 메커니즘 중 하나는 서로 접촉할 수 있는 디스크 브레이크 시스템의 구성요소들 사이의 상대 운동일 수 있다는 것이 밝혀졌다. 축 방향의 브레이크 패드와 캐리어 사이 상대 운동은 브레이크의 적용 시에는 제동 중에 및 제동력이 해제될 때는 제동 후에 필요할 수 있다. 그러나 특히 공지된 브레이크 시스템에서 이러한 상대 운동은 원치 않는 스퀼 소음 발생을 초래할 수 있다. 또한 다른 방향 즉 반경 방향 및 접선 방향으로의 상대 운동도 원치 않는 소음 발생을 초래할 수 있다. 돌출부는 브레이크 엔지니어가 디스크 브레이크 시스템의 상이한 부품들 사이의 상대 운동을 제어할 수 있게 한다. 또한 돌출부는 이러한 상대 운동 중에 발생하는 접촉의 영역을 더 쉽게 제어할 수 있게 한다. 상대 운동 중 접촉되는 영역이 작을수록 디스크 브레이크 시스템의 동력이 더 개선되는 것으로 밝혀졌다. 돌출부는 소음 증가의 원인일 수 있는 넓은 슬라이딩 면을 피한다. 또한 돌출부는 브레이크 토크에 의한 브레이크 패드의 휨량을 감소시켜 스퀼 소음의 발생을 줄일 수 있다. 게다가 브레이크 적용 시 브레이크 패드와 캐리어 사이의 힘 대부분을 전달하는 영역에서 상대 운동 및 마찰력이 특히 감소되기 때문에 안내 리세스의 일부인 돌출부는 소음 발생을 줄일 수 있다. 돌출부는 또 후방 제동 시에 나타나는 딸각거리는 소음 및 거친 도로 상에서 운전할 때 일반적으로 나타나는 덜거덕거림, 즉 비-고조파 소음을 개선한다. 종래 기술과 비교하여 (예: 공지된 슬롯 또는 챔퍼), 본 발명의 브레이크 패드는 시간 또는 마모에 따라 변하지 않는 견고한 설계를 가능하게 한다. 일반적으로 공지된 브레이크 패드와 비교해, 돌출부 덕분에 추가적으로 부피가 증가하거나 추가적으로 비용이 발생하지 않는다.
본 발명은 또한 디스크 브레이크 시스템에 관한 것이다. 디스크 브레이크 시스템은 전술 또는 후술된 브레이크 패드를 포함할 수 있다. 또한 디스크 브레이크 시스템은 캐리어를 포함할 수 있다. 브레이크 패드는 브레이크 적용 시 축 방향으로 캐리어 주변을 슬라이딩 하도록 구성될 수 있다. 축 방향은 브레이크 디스크의 회전축에 평행할 수 있다. 대부분의 실시예에서, 디스크 브레이크 시스템은 부동 캘리퍼 브레이크이다. 디스크 브레이크 시스템은 브레이크 피스톤 및/또는 캘리퍼 핑거를 포함할 수 있다. 브레이크 피스톤 또는 캘리퍼 핑거는 브레이크 패드의 뒷면을 밀어 브레이크 패드의 마찰층을 브레이크 디스크의 마찰 표면으로 밀도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 디스크 브레이크 시스템은 패드 스프링을 포함한다. 패드 스프링은 백 플레이트의 안내 돌기와 캐리어의 안내 리세스 사이에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 패드 스프링은 일반적으로 시트 금속 부품이다. 대부분의 실시예에서, 패드 스프링은 디스크 브레이크 시스템의 조립 중에 캐리어의 안내 리세스 내로 삽입된다. 그러나 다른 실시예에서 패드 스프링은 디스크 브레이크 시스템의 조립 중에 백 플레이트에 부착된다. 패드 스프링은 브레이크 패드와 캐리어 사이의 직접적인 접촉을 방지할 수 있다. 패드 스프링은 부식을 가속화 시킬 수 있다. 또한 패드 스프링은 캐리어에 대한 브레이크 패드의 이동 용이성을 더 향상시킬 수 있다. 게다가 백 플레이트의 안내 돌기의 돌출부와 함께, 패드 스프링은 접선 방향 및 반경 방향으로 지지 및/또는 접합되도록 하고, 캐리어의 안내 리세스 내에서 브레이크 패드가 단단히 고정될 수 있도록 할 수 있다. 이로써 원치 않는 브레이크 패드의 이동 및/또는 회전이 더 방지될 수 있다.
그러나 다른 실시예에서 패드 스프링은 백 플레이트의 안내 돌기와 캐리어의 안내 리세스 사이에 제공되지 않는다. 예를 들어, 백 플레이트의 안내 돌기의 돌출부와 캐리어의 안내 리세스 사이에 공기만 제공될 수 있다.
인접부는 돌출부의 영역에 있는 안내 돌기와 가장 가까운 디스크 브레이크 시스템의 일부로써 캐리어 특히 캐리어의 안내 리세스 또는 안내 표면 또는 스프링 패드가 제공될 시 캐리어와 브레이크 패드 사이에 마련된 패드 스프링 중 하나일 수 있다. 안내 돌기는 안내 돌기 본체를 포함할 수 있다. 게다가 돌출부는 안내 돌기 본체에 부착될 수 있다. 일반적으로 돌출부는 특히 안내 돌기 본체로부터 인접부를 향해 돌출된다.
전술한 바와 같이, 안내 돌기의 돌출부는 브레이크 패드와 캐리어 사이의 명확한 접촉을 위해 캐리어와 브레이크 패드 사이의 간격을 감소시킬 수 있다. 대부분의 실시예에서, 돌출부의 영역에 있는 백 플레이트의 안내 돌기와 디스크 브레이크 시스템의 인접부, 특히 캐리어 또는 패드 스프링 중 하나, 사이의 간격 폭은 0.8 mm 이하, 특히 0.6 mm 이하이다. 일부 실시예에서 간격 폭은 0으로도 감소될 수 있으며, 이는 적어도 브레이크의 적용 시에 돌출부와 인접부가 기본적으로 서로 접촉하는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 돌출부와 인접부는 또 디스크 브레이크 시스템의 무부하 상태에서 기본적으로 서로 접촉한다. 그러나 브레이크 미적용 시 간격 폭은 최소 0.2 mm, 특히 최소0.4 mm 인 것이 바람직하다. 일반적으로 돌출부는 브레이크의 적용 시 디스크 브레이크 시스템의 인접한 부분과 직접 접촉하도록 구성된다. 패드 스프링이 제공되는 경우, 캐리어의 안내 리세스의 안내 표면과 브레이크 패드의 백 플레이트의 안내 돌기의 돌출부의 영역에 있는 패드 스프링의 외부 표면 사이의 간격 폭이 최소 0.4 mm및/또는 최대 1 mm, 예를 들어 0.6 mm이다.
브레이크 패드와 캐리어 사이의 경계면에서 브레이크 토크 전달을 더 개선하고 이들 부품 사이의 상대 운동을 줄이기 위해 돌출부는 캐리어와 대면하는 둥근 부분을 포함할 수 있다. 이와 같이 접촉 표면을 작고 매끄럽게 하는 방식으로 캐리어 및 브레이크 패드 사이의 상대 운동이 최소화된다. 돌출부는 팁부를 형성할 수 있다. 팁부의 일부는 인접부와 접촉하는 돌출부의 접촉부를 형성할 수 있다. 팁부는 둥근 모양일 수 있다.특히 일부 실시예에서 돌출부는 적어도 부분적으로 실질적 구형 캡의 형태를 가질 수 있다. 그러나 다른 실시예에서 돌출부는 적어도 부분적으로 실질적 실린더의 형태를 가질 수 있다. 이 경우, 실린더 축은 일반적으로 디스크 브레이크 시스템의 축 방향에 해당한다. 접촉부는 일부 실시예에서 실질적으로 점 같은 형태일 수 있다. 다른 실시예에서, 접촉부는 실질적으로 선 형태이다. 선 형태의 접촉부는 일반적으로는 축 방향으로 연장되는 선을 말한다.
그러나 바람직한 실시예에서 돌출부의 팁부는 최대 5 mm의 곡률 반경을 갖는다. 이와 같이 브레이크 패드와 캐리어 사이의 훨씬 더 명확한 접촉 영역을 달성해 소음 발생을 더욱 줄일 수 있다. 특히 돌출부의 팁부의 곡률 반경은 3 mm 이하이다. 적어도 부분적으로 실질적 실린더 형태를 갖는 돌출부의 경우, 팁부의 곡률은 공간 내 적어도 일 방향으로의 곡률인 것으로 이해되어야 한다.
일부 실시예에서, 백 플레이트는 백 플레이트 본체를 포함한다. 백 플레이트의 안내 돌기는 백 플레이트 본체로부터 접선 방향으로 돌출할 수 있다. 이와 같이 안내 돌기는 측 방향으로 연장될 수 있고 브레이크 패드의 선단부 또는 후단부 또는 그 일부를 형성할 수 있다. 백 플레이트는 돌출부를 갖는 다른 안내 돌기를 포함할 수 있다. 후자는 안내 돌기의 돌출부의 임의의 또는 모든 특징을 포함할 수 있다. 안내 돌기는 브레이크 패드의 선단부를 형성할 수 있고, 다른 안내 돌기는 브레이크 패드의 후단부를 형성할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 안내 돌기의 돌출부 및 다른 안내 돌기의 돌출부는 크기 및/또는 형태에서 상이할 수 있다.
소음 특성을 더욱 향상시키기 위해 돌출부가 접선 방향으로 연장될 수 있다.돌출부는 일반적으로 안내 돌기 본체로부터 접선 방향으로 연장된다. 실제 제동 시나리오에서 부품의 상대 운동으로 인해 돌출부가 접선 방향으로 확장될 때 돌출부에 의한 정의된 접촉은 소음을 더욱 감소시키는 것으로 밝혀졌다.
그러나 다른 실시예에서 돌출부는 반경방향으로 연장된다. 이러한 실시예에서, 돌출부는 일반적으로 안내 돌기 본체로부터 반경 방향으로 연장된다. 반경 방향은 양 또는 음의 반경 방향을 의미하는 위쪽 및/또는 아래쪽 방향일 수 있다. 반경 방향은 접선 방향에 수직일 수 있다. 돌출부가 반경 방향으로 연장되고 백 플레이트의 안내 돌기가 백 플레이트 본체로부터 접선 방향으로 연장될 때, 돌출부는 일반적으로(접선 방향으로 볼 때) 언더컷부를 형성한다. 이와 같이 백 플레이트의 안내 돌기와 인접부 사이의 반경 방향 간격 폭을 줄임으로써 소음 발생이 감소될 수 있다.
일부 실시예에서, 백 플레이트의 안내 돌기는 제2 돌출부를 포함한다. 제2 돌출부는 캐리어의 안내 리세스의 안내 표면으로 연장되어, 백 플레이트의 안내 돌기와 제 2 돌출부의 영역에 있는 인접부와의 간격 폭을 줄일 수 있다. 이와 같이 브레이크 패드와 캐리어 사이의 접촉 영역에 대한 제어가 추가로 개선될 수 있다. 제2 돌출부는 돌출부와 관련하여 전술되거나 후술되는 임의의 또는 모든 특징을 포함할 수 있다.
예를 들어, 돌출부가 접선 방향으로 연장되고, 제 2 돌출부가 반경 방향으로 연장될 수 있다. 이와 같이 돌출부 및 제2 돌출부를 이용해 접선 방향 및 반경 방향으로 상대 운동 및 그에 따른 상대 접촉 영역을 추가로 제어하여 접촉을 추가로 개선하고 소음 발생을 줄인다. 그러나 다른 실시예에서 돌출부 및 제2 돌출부는 모두 접선 방향으로 연장된다. 추가적으로 또는 선택적으로, 돌출부 및 제 2 돌출부는 모두 반경 방향으로 연장될 수 있다. 이와 같이 브레이크 패드가 어느 정도 회전하려고 할 때 접촉이 명확하게 이뤄질 수 있다. 이 실시예에서, 돌출부 및 제2 돌출부는 안내 돌기 본체 상에 나란히 배열될 수 있고 안내 돌기 본체로부터 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 이와 같이 안정성이 더 증가될 수 있고 브레이크 패드와 캐리어의 상대 운동으로 인한 소음이 감소될 수 있다.
안내 돌기는 제3 돌출부를 더 포함할 수 있다. 제3 돌출부는 돌출부 및/또는 제 2 돌출부와 관련하여 전술되거나 후술되는 임의의 또는 모든 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 돌출부는 양의 반경 방향으로, 예를 들어 상향으로, 연장될 수 있고, 제2 돌출부는 접선 방향으로 연장될 수 있으며, 제3 돌출부는 음의 반경 방향으로, 예를 들어 아래쪽으로, 연장될 수 있다. 이와 같이 브레이크 패드의 안내 돌기와 캐리어의 3방향 접촉이 명확히 이루어져 소음 발생이 감소될 수 있다.
일부 실시예에서, 안내 돌기는 실질적으로 구형 또는 원통형이다. 본 실시 예는 브레이크 패드의 안내 돌기와 캐리어의 3 방향의 접촉이 명확히 이루어져 소음 발생이 감소된 예이다. 이 실시예에서, 실질적으로 구형 또는 원통형인 안내 돌기의 일부 또는 일부들은 돌출부 및 일부 경우에 제2 돌출부 및 일부 경우에는 제3 돌출부를 형성한다. 축 방향 표면, 특히 안내 돌기의 전방 및/또는 후방 표면은 평평할 수 있어서 실질적으로 구형인 안내 돌기는 평평한 구형일 수 있다. 이와 같이 안내 돌기와 디스크 브레이크 시스템의 다른 부품, 예를 들어 수축 스프링의 간섭이 방지될 수 있다. 안내 돌기가 실질적으로 구형 또는 원통형인 경우, 안내 돌기 및/또는 돌출부의 팁부 및/또는 제 2 및/또는 제 3 돌출부의 팁부가 최대 10 mm의 곡률 반경을 갖는 것이 바람직하다. 캐리어의 안내 리세스 및 특히 캐리어의 안내 표면은 적어도 영역에서 오목한 만곡부를 포함할 수 있다. 오목한 만곡부는 실질적으로 구형이거나 실질적으로 원통형인 안내 돌기를 수용하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 돌출부의 표면적의 적어도 일부는 비점착성 재료에 의해 형성되거나 덮인다. 예를 들어, 돌출부의 표면적의 적어도 일부는 비점착 코팅에 의해 형성되거나 비점착 코팅으로 덮인다. 이와 같이 스틱 슬립 현상을 줄여 브레이크 패드와 인접부의 상대 운동에서 기인하는 소음을 더욱 줄일 수 있다. 비점착성 재료는 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌이다. 일부 예에서, 돌출부 또는 돌출부의 적어도 일부는 디스크 브레이크 시스템의 소음 특성을 추가로 개선하기 위해 안내 돌기 본체의 재료 또는 백 플레이트 본체의 재료보다 연질인 재료로 형성될 수 있다.
돌출부 뿐만 아니라 안내 돌기 본체도 일체형 부품에 의해 형성될 수 있다. 일체형 부품은 비접합 부품 또는 단일체 부품일 수 있다. 이와 같이 우수한 소음 특성을 갖는 안정적인 배열이 달성된다.
안내 돌기 본체는 일반적으로 백 플레이트 본체에 연결된다. 일부 실시예에서, 안내 돌기 및 백 플레이트 본체는 결합 부품으로 형성된다. 이와 같이 특히 돌출부가 언더컷부를 형성하고, 돌출부가 반경 방향으로 연장되고 및/또는 안내 돌기가 실질적으로 구형 또는 원통형인 경우, 백 플레이트의 제조가 단순화될 수 있다. 안내 돌기는 백 플레이트 본체에 나사, 플러그 및/또는 용접으로 결합될 수 있다.
백 플레이트 및/또는 백 플레이트 본체는 주조되거나 단조될 수 있다. 백 플레이트 본체의 두께는 최소 3 mm 및/또는 최대 8 mm, 예를 들어 5 mm일 수 있다. 안내 돌기의 두께는 최소 2 mm 및/또는 최대 10 mm, 예를 들어 5 mm일 수 있다. 백 플레이트 및/또는 백 플레이트 본체는 일반적으로 강철, 페놀 수지, 알루미늄, 경질 플라스틱, 또는 주철을 포함하거나 이들로 제조된다. 캐리어는 일반적으로 강철, 알루미늄, 또는 회주철을 포함하거나 이들로 제조된다.
디스크 브레이크 시스템은 전술 또는 후술되는 브레이크 패드의 특징들 중 일부 또는 전부를 갖는 다른 브레이크 패드를 포함할 수 있다. 브레이크 패드는 캘리퍼 핑거에 의해 눌러지도록 구성될 수 있는 반면, 다른 브레이크 패드는 브레이크 피스톤에 의해 눌러지도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 브레이크 패드 및 다른 브레이크 패드의 사이즈/또는 형태가 상이할 수도 있다.
예시적인 실시예는 다음의 도면들과 함께 설명될 것이다.
도 1은 브레이크 패드 및 브레이크 디스크의 개략적인 단면도를 도시한 것이고, 도 2는 브레이크 패드의 사시도를 도시한 것이고, 도 3 및 4는 상이한 실시예들에 따른 캐리어 및 브레이크 패드 부분의 개략적인 단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 5 내지 7는 추가 실시예에 따른 캐리어 및 브레이크 패드 부분의 개략적인 단면도를 도시한 것이고, 도 8 및 9 는 다른 실시예에 따른 백 플레이트 일부의 개략적인 단면도를 도시한 것이고, 도 10 내지 12 는 추가 실시예에 따른 단면도를 도시한 것이다.
도 1는 차량용 디스크 브레이크 시스템의 브레이크 디스크 (1)를 도시한다. 디스크 브레이크 시스템은 캘리퍼 하우징, 캘리퍼 핑거 및 브레이크 피스톤을 포함할 수 있다. 디스크 브레이크 시스템은 브레이크 패드 (2)를 더 포함하고, 이 브레이크 패드는 브레이크 적용 시 캘리퍼 핑거 또는 브레이크 피스톤이 브레이크 디스크 (1)를 향해 축 방향으로 브레이크 패드(2)를 밀도록 캘리퍼 핑거 또는 브레이크 피스톤 주변에 부착될 수도 있다. 브레이크 패드 (2) 는 디스크 브레이크 시스템의 작동 시, 예를 들어 유압 또는 전기 작동 시에, 브레이크 디스크 (1) 의 마찰 표면에 눌려 있는 마찰층 (3)을 포함한다. 마찰층(3)은 브레이크 디스크(1)와 결합할 때 우수한 제동 성능 및 열전달 특성을 보이는 재료를 포함한다. 마찰층 (3)은 브레이크 패드 (2)에 구조적 안정성을 제공하는 백 플레이트 (5)의 앞면 (4)에 부착된다. 브레이크 피스톤 또는 캘리퍼 핑거는 백 플레이트 (5)의 뒷면(6)을 밀어 마찰층(3)을 브레이크 디스크(1)로 가압하도록 구성돼 있다. 대부분의 실시예에서, 백 플레이트(5)는 금속, 특히 강철로 제조된다. 백 플레이트(5)의 두께는 예를 들어 5mm일 수 있다. 마찰층(3)의 두께는 예를 들어 최소 8 mm 및/또는 최대 15 mm일 수 있다. 마찰층(3)의 재료는 예를 들어 구리, 황화철, 흑연, 아연 분말, 현무암, 탄산칼슘, 황화주석, 아연 알루미늄, 페놀 수지, 고무 분진 및 광물 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 소재들은 브레이크 디스크와 맞물릴 때 우수한 제동 성능과 열 전달 특성을 보여준다.
도 2는 브레이크 패드 (2) 의 사시도를 도시한다. 상이한 도면들에 도시된 동일하고 반복되는 특징들은 동일한 참조 번호들을 사용하여 표시된다. 브레이크 패드 (2)의 마찰층 (3)은 백 플레이트 (5)의 앞면 (4)에 고정된다. 백 플레이트(5)의 뒷면(6)에 클립 온 심(7)이 부착돼 소음이 저감된다. 백 플레이트(5)는 백 플레이트(5)의 주요 부분을 형성하고 마찰층(3)을 지지하는 백 플레이트 본체(8)를 포함한다. 백 플레이트(5)는 한 쌍의 안내 돌기(9, 9')를 더 포함하고, 한 쌍의 안내 돌기(9, 9')는 백 플레이트(5)의 2개의 접선 방향 측면에 형성되고 디스크 브레이크 시스템의 캐리어의 각 안내 리세스 내에 수용되도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 백 플레이트 본체(5) 및 안내 돌기(9, 9')는 결합되지 않은 일체형 부품으로 형성된다.
안내 돌기(9, 9')는 각각 안내 돌기 몸체(11, 11')로부터 접선 방향으로 연장되는 돌출부(10, 10')를 포함한다. 돌출부(10, 10')는 브레이크 패드(2)와 디스크 브레이크 시스템의 인접부, 예를 들어 캐리어 또는 패드 스프링 사이의 간격 폭을 줄이고 명확한 접촉을 가능하게 하는데, 이는 소음 발생의 감소로 이어지는 것으로 밝혀졌다. 돌출부(10, 10') 는 각각 캐리어의 안내 리세스와 대면하는 둥근 팁부(12, 12')를 포함한다. 팁부(12, 12')의 단면은 대략 원형일 수 있다. 도시된 실시예에서, 팁부(12, 12')는 축 방향으로 실린더 축을 갖는 실린더 세그먼트의 형태를 갖는다. 다른 실시예에서, 돌출부(10, 10')의 팁부(12, 12')는 각각 구형 캡의 형태를 가질 수 있다. 둥근 팁부는 캐리어와 접촉하는 영역이 명확해지도록 예를 들어 2 mm 또는 3 mm의 곡률 반경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 돌출부(10, 10')는 단일의 비접합부로써 안내 돌기 본체(11, 11')와 함께 형성된다. 돌출부(10, 10')는 PTFE 코팅을 포함할 수 있고 및/또는 일부 실시예에서 안내 돌기 본체(11, 11')의 재료보다 연질인 재료로 형성될 수 있다.
도 3는 상이한 실시예들에 따른 캐리어 (13) 및 브레이크 패드 (2) 의 부분들의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 3의 브레이크 패드 (2)는 단면이 원형인 안내 돌기 (9)를 갖는다. 안내 돌기(9)는 축 방향으로, 즉 도면의 지면으로, 실린더 축을 갖는 실질적으로 구형 또는 원통형일 수 있다. 안내 돌기 본체(11)로부터 양의 반경 방향(위쪽), 접선 방향에 수직하는 외측 방향(오른쪽), 및 음의 반경 방향(아래쪽)으로 연장되는 안내 돌기의 둥근 부분들은 팁부(12)를 갖는 돌출부(10), 대응하는 팁부 (12'')를 갖는 제2 돌출부 (10''), 및 대응하는 팁부 (12''')를 갖는 제3 돌출부(10''')를 각각 형성한다. 반경 방향으로 연장되는 돌출부는 언더컷부를 형성한다. 도시된 실시예에서, 돌출부 및 팁부의 반경 또는 곡률은 예를 들어 8 mm 이하일 수 있다. 특히 이 실시예에서, 안내 돌기(9) 및 백 플레이트 본체(8)는 예를 들어 나사 결합 또는 용접에 의해 서로 부착된 별개의 부품으로서 형성될 수 있다.
브레이크 패드 (2)의 백 플레이트 (5)의 안내 돌기 (9)는 캐리어 (13)의 안내 리세스 (14) 내에 슬라이딩 가능하게 수용된다. 안내 리세스(14)는 안내 표면을 형성하고, 안내 표면 중 하나는 도면에서 도면 부호 15로 표시된다. 직사각형 안내 돌기와 비교하여, 도면에 도시된 바와 같이 돌출부 및 팁부가 있어서 캐리어(13)와 브레이크 패드(2) 사이의 간격 폭이 감소된다. 돌출부 (10, 10'', 10''')의 영역에서, 브레이크 미적용 시, 간격 폭은 0.8 mm 이하, 예를 들어 0.4 mm일 수 있다. 브레이크의 적용 시, 돌출부 또는 돌출부 중 적어도 일부는 캐리어(13)의 안내 리세스(14)와 직접 접촉할 수 있고, 돌출부(9)가 구형인 경우 돌출부 상에 점 형태의 접촉 영역을 형성 또는 상기안내 돌출부 (9)가 원통형인 경우 선 형태 접촉 영역을 형성할 수 있다.
도 4는 (본 기술분야에 공지된 바와 같은) 패드 스프링 (16)이 브레이크 패드 (2)와 캐리어 (13) 사이에 배열될 수 있음을 도시한다. 이 경우, 돌출부(10, 10'', 10''')의 영역에서 패드 스프링과 안내 돌기(9) 사이의 간격 폭은 예컨대 0.4 mm이다. 캐리어 (13)의 안내 리세스 (14)의 안내 표면 (15)과 브레이크 패드 (2)의 백 플레이트 (5)의 안내 돌기 (9)의 돌출부 (10, 10'', 10''') 영역에 있는 패드 스프링 (16) 의 외부 표면 사이의 갭 폭은 예를 들어 0.6 mm이다. 패드 스프링(16)은 일반적으로 시트 금속 부품으로 형성된다.
도 5 내지 7는 추가 실시예들에 따른 캐리어 (13) 및 브레이크 패드 (2)의 부분들의 개략적인 단면도를 도시한다. 이 실시예들은 캐리어(13)의 안내 리세스(14)의 안내 표면(15)이 오목하다는 점을 제외하고는 전술한 실시예들에 대응한다. 도 5의 실시예에 따른 캐리어(13)의 안내 리세스(14)는 반원통형 리세스로 형성된다. 도 6에 도시된 안내 리세스(14)는 접선 방향으로 안내 리세스 (14)를 한정하는 오목한 안내 표면(15) 및 양의 반경 방향 및 음의 반경 방향으로 안내 리세스 (14)를 한정하는 평평한 안내 표면 (15', 15'')으로 형성된 안내 리세스(14)를 포함한다. 도 7는 전술한 바와 같이 패드 스프링(16)이 제공될 수 있음을 도시한다.
도8 및 도9는 다른 실시예에 따른 안내 돌기(9)를 도시한다. 이들 안내 돌기(9)는 안내 돌기 본체(11)로부터 양의 반경 방향으로 연장되는 두 개의 돌출부(10, 10')와, 안내 돌기 본체(11)로부터 접선 방향으로 연장되는 두 개의 돌출부(10'', 10''')와, 안내 돌기 본체(11)로부터 음의 반경 방향으로 연장되는 두 개의 돌출부(10'''', 10''''')를 포함한다. 단, 돌출부 쌍들은 나란히 배열된다. 도 8의 안내 돌기 본체 (11)의 상부 및 하부 표면 (17, 18)은 실질적으로 평행한 반면, 도 11의 실시예에 따른 안내 돌기 본체 (11)의 상부 및 하부 표면은 접선 방향으로 가늘어진다.
도 10 내지 12는 추가 실시예에 따른 브레이크 패드 (2)의 백 플레이트 (5)의 안내 돌기 (9)의 단면도를 도시한다. 단지 예시적인 실시예에 개시된 상이한 실시예의 특징들은 서로 조합될 수 있고 또한 개별적으로 청구될 수 있다.
1: 브레이크 디스크 2: 브레이크 패드
3: 마찰층 4: 백 플레이트의 앞면
5: 백 플레이트 6: 백 플레이트의 뒷면
7: 클립 온 심 8: 백 플레이트 본체
9, 9': 안내 돌기
10, 10', 10'', 10''', 10'''', 10''''': 돌출부
11, 11': 안내 돌기 본체
12, 12'': 팁부 13: 캐리어
14: 안내 리세스
15, 15', 15'': 안내 표면
16: 패드 스프링
17: 안내 돌기 본체의 상부 표면
18: 안내 돌기 본체의 하부 표면

Claims (14)

  1. 브레이크 디스크 (1)와 대면하는 앞면 (4)을 갖는 백 플레이트 (5), 및
    상기 브레이크 디스크 (1)의 마찰면과 접촉하도록 상기 백 플레이트 (5)의 상기 앞면 (4)에 배치된 마찰층 (3)을 포함하고,
    상기 백 플레이트 (5)는 캐리어 (13)의 안내 리세스 (14)에 슬라이딩 가능하게 수용되는 안내 돌기 (9)를 포함하고,
    상기 백 플레이트 (5)의 안내 돌기 (9)는
    상기 안내 돌기 (9)와 상기 캐리어 (13) 사이의 간격 폭 또는 상기 안내 돌기 (9)와 패드 스프링 (16) 사이의 간격 폭을 줄이도록 상기 안내 리세스 (14)의 안내 표면 (15)을 향하여 연장되도록 구성된 돌출부 (10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 (2).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 백 플레이트 (5) 는 백 플레이트 본체를 포함하고, 상기 백 플레이트의 상기 안내 돌기 (9) 는 상기 백 플레이트 본체로부터 접선 방향에 수직하는 외측 방향으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 (2).
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 돌출부 (10)가 적어도 부분적으로 구형 캡의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 (2).
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 돌출부 (10)는 곡률 반경이 5 mm 이하인 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 (2).
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 돌출부 (10)는 접선 방향에 수직하는 외측 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 (2).
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 돌출부 (10)는 반경 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 (2).
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 백 플레이트 (5)의 상기 안내 돌기(9)는 상기 캐리어(13)의 상기 안내 리세스 (14)의 상기 안내 표면(15)을 향해 연장되는 제 2 돌출부 (10'''')를 포함하여 상기 안내 돌기 (9)와 상기 캐리어 (13) 사이의 간격 폭 또는 상기 안내 돌기 (9)와 패드 스프링 (16) 사이의 간격 폭을 줄이는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드(2).
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 돌출부 (10)와 상기 제2 돌출부 (10'')는 둘 다 상기 접선 방향에 수직하는 외측 방향으로 연장되거나,
    상기 돌출부 (10)와 상기 제2 돌출부 (10'')는 둘 다 반경 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 (2).
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 안내 돌기 (9)는구형의 형상인 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 (2).
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출부 (10)의 표면적의 적어도 일부가 비점착성 재료로 형성되거나 또는 덮여 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 (2).
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 안내 돌기 (9)는 안내 돌기 본체 (11)를 포함하고, 상기 돌출부 (10)는 상기 안내 돌기 본체 (11)에 부착되고, 상기 안내 돌기 본체 (11)와 상기 돌출부 (10)는 일체형 부품으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 (2).
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 백 플레이트 (5)는 백 플레이트 본체 (8)를 포함하고, 상기 안내 돌기 (9)와 상기 백 플레이트 본체 (8)가 접합부로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 (2).
  13. 제1항에 따른 브레이크 패드 (2) 및 캐리어 (13)를 포함하며, 상기 브레이크 패드 (2)는 브레이크 적용 시 축 방향으로 상기 캐리어 (13) 주위를 슬라이딩 하도록 구성되는 디스크 브레이크 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 돌출부 (10)의 영역 내 상기 백 플레이트 (5)의 상기 안내 돌기 (9)와 상기 캐리어 (13) 사이의 간격 폭 또는 상기 안내 돌기 (9)와 패드 스프링 (16) 사이의 간격 폭은 0.8 mm 이하인 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
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