KR20230141171A - 캘리퍼 브레이크 - Google Patents

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KR20230141171A
KR20230141171A KR1020220040394A KR20220040394A KR20230141171A KR 20230141171 A KR20230141171 A KR 20230141171A KR 1020220040394 A KR1020220040394 A KR 1020220040394A KR 20220040394 A KR20220040394 A KR 20220040394A KR 20230141171 A KR20230141171 A KR 20230141171A
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protrusion
spring
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KR1020220040394A
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Inventor
이윤성
Original Assignee
에이치엘만도 주식회사
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Abstract

캘리퍼 브레이크가 개시된다. 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크는 휠과 함께 회전하는 브레이크 디스크의 양측에 각각 배치되는 이너 브레이크 패드 및 아우터 브레이크 패드, 이너 브레이크 패드를 브레이크 디스크 측으로 가압하는 가압부재, 가압부재가 전진 및 후퇴 가능하게 마련되는 캘리퍼 하우징, 캘리퍼 하우징에 연결되고, 가압부재의 동작에 따른 반력으로 아우터 브레이크 패드를 브레이크 디스크 측으로 가압하는 캘리퍼 브릿지, 차체에 고정 설치되는 캐리어, 캐리어에 고정 설치되어, 캐리어에 대한 캘리퍼 하우징과 캘리퍼 브릿지의 슬라이딩 이동을 안내하는 적어도 하나의 가이드로드, 아우터 브레이크 패드가 고정 설치되는 아우터 패드 플레이트의 측단부에 형성되는 돌출부에 장착되되, 아우터 브레이크 패드를 캘리퍼 브릿지의 후면 상에 탄성 지지하는 적어도 하나의 아우터 패드 스프링을 포함하고, 캘리퍼 브릿지는 후면 상에 마련되어 돌출부와 아우터 패드 스프링의 적어도 일부가 안착되는 아우터 패드 시트와, 아우터 패드 시트의 상측에 돌출 형성되어 돌출부의 상단 또는 아우터 패드 스프링의 일측에 대향되는 제1 토크지지턱과, 아우터 패드 시트의 하측에 돌출 형성되어 돌출부의 하단 또는 아우터 패드 스프링의 타측에 대향되는 제2 토크지지턱을 포함하여 제공될 수 있다.

Description

캘리퍼 브레이크{CALIPER BRAKE}
본 발명은 캘리퍼 브레이크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기모터에 의한 동력을 이용하여 차량의 제동을 수행하되, 부품구조 및 외관형태가 단순화된 캘리퍼 브레이크에 관한 것이다.
차량에는 제동을 수행하기 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되며, 승객과 화물의 안전을 위해 다양한 방식의 브레이크 시스템이 제안되고 있다.
그 중에서 캘리퍼 브레이크는 휠과 함께 회전하는 브레이크 디스크의 양측에 브레이크 패드를 접촉 및 가압함으로써 브레이크 디스크와 브레이크 패드 간 마찰 또는 클램핑 압력에 의해 제동력을 얻는 브레이크 시스템이다. 이러한 캘리퍼 브레이크는 브레이크 패드를 감싸되 브레이크 패드가 브레이크 디스크 측으로 전진 및 후퇴 이동 가능하게 마련되는 캘리퍼를 포함하고, 캘리퍼에는 실린더 및 피스톤이 구비되어 실린더의 내부에 제동을 위한 액압이 가해짐에 따라 피스톤이 전진하여 브레이크 패드를 브레이크 디스크 측으로 가압하게 된다.
최근에는 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받고, 이에 근거하여 모터 등 전동장치를 작동시켜 차량의 주차 등을 위한 제동력을 제공하도록 캘리퍼 브레이크에 모터와 감속기 등을 구비하는 액츄에이터를 적용하는 구조가 개발 및 상용화되고 있다.
한편, 오늘날 고성능 차량 또는 고급 차량에는 높은 강성을 가지며 열 변형에 강할 뿐만 아니라, 외관이 미려하여 제품의 상품성 또는 경쟁력이 향상될 수 있는 모노블럭 방식의 캘리퍼가 개발 및 적용되고 있다. 모노블럭 캘리퍼는 종래의 캘리퍼와 같이 복수의 부품요소를 서로 결합하여 캘리퍼를 이루는 것이 아니라, 단일의 부품요소가 일체로 제조되어 캘리퍼를 이루게 된다.
이와 같은 모노블럭 형태의 캘리퍼는 주차 제동을 위한 액츄에이터를 적용하고자 할 경우, 액츄에이터에 의해 전진 및 후퇴하는 주차용 피스톤과 주차용 캘리퍼 등의 부품요소를 추가로 제작 및 장착해야 하므로 제조비용이 증가하고, 제품의 생산성이 저하되는 문제점이 있다. 아울러, 모노블럭 캘리퍼는 하나의 부품요소가 하나의 덩어리를 이루도록 정밀하게 가공하여 제작하게 되므로 제조비용이 증가하고 제조기간이 길어지는 문제점이 있다.
본 실시 예는 부품구조와 외관형태를 단순화할 수 있는 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 부품 수를 절감하여 제조원가를 낮추고 생산성이 향상될 수 있는 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 모터를 구비하는 액츄에이터를 적용함에도 불구하고 미려한 외관을 도모할 수 있는 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 추가적인 부품의 설치 없이도 다양한 운용상황에서도 차량의 제동을 안정적으로 수행할 수 있는 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 단순한 구조로서 유지보수가 용이한 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 제품의 크기 및 부피를 절감하여 차량의 적용성이 향상되고, 차량의 공간 활용도를 도모할 수 있는 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 차량의 상품성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있는 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 휠과 함께 회전하는 브레이크 디스크의 양측에 각각 배치되는 이너 브레이크 패드 및 아우터 브레이크 패드; 상기 이너 브레이크 패드를 상기 브레이크 디스크 측으로 가압하는 가압부재; 상기 가압부재가 전진 및 후퇴 가능하게 마련되는 캘리퍼 하우징; 상기 캘리퍼 하우징에 연결되고, 상기 가압부재의 동작에 따른 반력으로 상기 아우터 브레이크 패드를 상기 브레이크 디스크 측으로 가압하는 캘리퍼 브릿지; 차체에 고정 설치되는 캐리어; 상기 캐리어에 고정 설치되어, 상기 캐리어에 대한 상기 캘리퍼 하우징과 상기 캘리퍼 브릿지의 슬라이딩 이동을 안내하는 적어도 하나의 가이드로드; 및 상기 아우터 브레이크 패드가 고정 설치되는 아우터 패드 플레이트의 측단부에 형성되는 돌출부에 장착되되, 상기 아우터 브레이크 패드를 상기 캘리퍼 브릿지의 후면 상에 탄성 지지하는 적어도 하나의 아우터 패드 스프링을 포함하고, 상기 캘리퍼 브릿지는 후면 상에 마련되어 상기 돌출부와 상기 아우터 패드 스프링의 적어도 일부가 안착되는 아우터 패드 시트와, 상기 아우터 패드 시트의 상측에 돌출 형성되어 상기 돌출부의 상단 또는 상기 아우터 패드 스프링의 일측에 대향되는 제1 토크지지턱과, 상기 아우터 패드 시트의 하측에 돌출 형성되어 상기 돌출부의 하단 또는 상기 아우터 패드 스프링의 타측에 대향되는 제2 토크지지턱을 포함하여 제공될 수 있다.
상기 아우터 패드 플레이트는 상기 돌출부의 후면 상에 마련되는 구속돌기를 더 포함하고, 상기 아우터 패드 스프링은 상기 돌출부의 후면에 대향하여 배치되는 베이스와, 상기 베이스에 관통 형성되어 상기 구속돌기가 삽입 및 결속되는 체결홀을 포함하여 제공될 수 있다.
상기 돌출부의 상단과 하단 사이의 중심선은 상기 구속돌기 또는 상기 체결홀의 상단과 하단 사이의 중심선 보다 상측으로 편향되게 배치될 수 있다.
상기 구속돌기는 리벳팅에 의해 상기 체결홀에 결속될 수 있다.
상기 아우터 패드 스프링은 상기 돌출부의 상단과 상기 제1 토크지지턱의 하단 사이에 개재되는 제1 지지면과, 상기 돌출부의 하단과 상기 제2 토크지지턱의 상단 사이에 개재되는 제2 지지면을 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 캘리퍼 브릿지는 상기 아우터 패드 스프링을 지지하도록 상기 제1 토크지지턱의 외향면 상에 함몰 형성되는 제1 아우터 스프링 체결홈과, 상기 제2 토크지지턱의 외향면 상에 함몰 형성되는 제2 아우터 스프링 체결홈을 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 아우터 패드 스프링은 상기 제1 아우터 스프링 체결홈에 삽입되는 제1 체결부와, 상기 제2 아우터 스프링 체결홈에 삽입되는 제2 체결부를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 제1 지지면은 상기 베이스의 상단으로부터 연장 및 절곡 형성되고, 상기 제2 지지면은 상기 베이스의 하단으로부터 연장 및 절곡 형성될 수 있다.
상기 제1 체결부는 상기 제1 지지면의 측단부로부터 전방을 향해 절곡 및 연장 형성되고, 상기 제2 체결부는 상기 제2 지지면의 측단부로부터 전방을 향해 절곡 및 연장 형성되며, 상기 제1 체결부는 상기 제1 아우터 스프링 체결홈의 내측을 향해 절곡 및 연장 형성되는 제1 체결탭을 포함하고, 상기 제2 체결부는 상기 제2 아우터 스프링 체결홈의 내측을 향해 절곡 및 연장 형성되는 제2 체결탭을 포함하여 제공될 수 있다.
상기 캘리퍼 브릿지는 상기 아우터 브레이크 패드를 감싸되, 상기 캘리퍼 하우징의 전면을 덮도록 마련될 수 있다.
상기 캘리퍼 하우징은 진퇴방향을 따라 관통 형성되는 가이드홀을 포함하고, 상기 가이드로드는 진퇴방향을 따라 연장 형성되며, 상기 가이드홀에 삽입 및 통과 가능하게 마련될 수 있다.
상기 캐리어에 대해 상기 캘리퍼 하우징 및 상기 캘리퍼 브릿지를 원 위치로 복귀시키는 방향으로 탄성 지지하는 복원장치를 더 포함하고, 상기 복원장치는 상기 가이드로드의 외면 상에 마련될 수 있다.
상기 가이드로드는 상기 가압부재의 축 방향을 기준으로 양측에 한 쌍이 마련될 수 있다.
본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크는 부품구조와 외관형태가 단순화될 수 있다.
본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크는 부품 수를 절감하여 제조원가를 낮추고 제품의 생산성이 향상될 수 있다.
본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크는 모터를 구비하는 액츄에이터를 적용함에도 불구하고 미려한 외관을 도모할 수 있다.
본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크는 추가적인 부품의 설치 없이도 다양한 운용상황에서도 차량의 제동을 안정적으로 수행할 수 있다.
본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크는 단순한 구조로서 용이하고 수월한 유지보수를 도모할 수 있다.
본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크는 제품의 크기 및 부피를 절감하여 차량의 적용성이 향상되고, 차량의 공간 활용도를 도모할 수 있다.
본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크는 설치되는 차량의 상품성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크를 나타내는 평면도이다.
도 3는 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크를 나타내는 다른 방향의 분해 사시도이다.
도 5는 본 실시 예에 의한 가압부재, 캘리퍼 하우징, 캐리어 및 가이드로드를 나타내는 정면도이다.
도 6은 본 실시 예에 의한 가이드로드 및 복원장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 7은 도 2의 A-A' 방향 단면도로서, 본 실시 예에 의한 가이드로드 및 복원장치를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7의 B 부위를 확대 도시한 도면이다.
도 9는 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브릿지, 아우터 브레이크 패드 및 아우터 패드 스프링을 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 C 부위를 확대 도시한 도면이다.
도 11은 본 실시 예에 의한 아우터 패드 스프링을 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 실시 예에 의한 아우터 패드 스프링이 아우터 패드 플레이트의 돌출부에 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브릿지의 아우터 패드 시트에 아우터 브레이크 패드와 아우터 패드 플레이트 및 아우터 패드 스프링이 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 14은 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브릿지, 아우터 브레이크 패드 및 아우터 패드 스프링을 나타내는 배면도로서, 일 방향으로 가해지는 부하를 지지하는 상태를 나타낸다.
도 15은 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브릿지, 아우터 브레이크 패드 및 아우터 패드 스프링을 나타내는 배면도로서, 타 방향으로 가해지는 부하를 지지하는 상태를 나타낸다.
도 16은 본 실시 예에 의한 캐리어, 이너 브레이크 패드 및 이너 패드 스프링을 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 실시 예에 의한 캐리어, 이너 브레이크 패드 및 이너 패드 스프링을 나타내는 분해 사시도이다.
도 18는 본 실시 예에 의한 이너 패드 스프링을 나타내는 사시도이다.
도 19은 본 실시 예에 의한 캐리어, 이너 브레이크 패드 및 이너 패드 스프링을 나타내는 정면도로서, 일 방향으로 가해지는 부하를 지지하는 상태를 나타낸다.
도 20은 본 실시 예에 의한 캐리어, 이너 브레이크 패드 및 이너 패드 스프링을 나타내는 정면도로서, 타 방향으로 가해지는 부하를 지지하는 상태를 나타낸다.
도 21은 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크의 작동상태를 나타내는 측방향 단면도이다.
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.
도 1 및 도 2는 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(1)를 나타내는 사시도 및 평면도이며, 도 3 및 도 4는 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(1)를 나타내는 서로 다른 방향의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(1)는 차량의 휠(미도시)과 함께 회전하는 브레이크 디스크(미도시)와, 브레이크 디스크의 양측에 배치되는 한 쌍의 브레이크 패드(110, 120)와, 차체에 고정 설치되고 이너 브레이크 패드(120)가 설치되는 캐리어(160)와, 캐리어(160)에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징(140)과, 캘리퍼 하우징(140) 상에 전진 및 후퇴 가능하게 설치되는 가압부재(130)와, 아우터 브레이크 패드(110)가 설치되고 캘리퍼 하우징(140)에 연결되어 캘리퍼 하우징(140)과 함께 슬라이딩 이동 가능하게 마련되는 캘리퍼 브릿지(150)와, 캐리어(160)에 고정 설치되고 캘리퍼 하우징(140)에 연결되어 캐리어(160)에 대한 캘리퍼 하우징(140) 및 캘리퍼 브릿지(150)의 슬라이딩 이동을 안내하는 가이드로드(170)와, 차량의 제동 전 또는 제동해제 상태인 원 위치로 복귀시키는 복원장치(180)와, 가압부재(130)를 작동시키기 위한 구동력을 발생 및 제공하는 액츄에이터(270)를 포함할 수 있다.
브레이크 디스크(미도시)는 차량의 휠과 함께 회전하도록 마련되며, 브레이크 디스크의 양측에는 이너 브레이크 패드(120)와 아우터 브레이크 패드(110)가 각각 배치된다. 이너 브레이크 패드(120) 및 아우터 브레이크 패드(110)는 각각 이너 패드 플레이트(125)와 아우터 패드 플레이트(115)에 고정 설치되며, 각 패드 플레이트(115, 125)의 내측면(브레이크 디스크를 향하는 면)에 브레이크 패드(110, 120)가 각각 부착된다. 이너 패드 플레이트(125)는 외측면이 후술하는 가압부재(130)에 접하도록 배치되며, 아우터 패드 플레이트(115)는 아우터 브레이크 패드(110)와 함께 후술하는 캘리퍼 브릿지(150)의 후면 상에 설치된다. 이를 통해, 차량의 제동 시 가압부재(130)가 전진하여 이너 패드 플레이트(125) 및 이너 브레이크 패드(120)를 브레이크 디스크 측으로 가압하여 밀착시키고, 이에 대한 반력으로 캘리퍼 하우징(140) 및 이에 연결되는 캘리퍼 브릿지(150)가 차체에 고정 설치되는 캐리어(160)에 대해 가압부재(130)의 전진방향에 반대방향으로 슬라이딩 이동함으로써 캘리퍼 브릿지(150)에 설치되는 아우터 패드 플레이트(115) 및 아우터 브레이크 패드(110)가 브레이크 디스크 측으로 가압 및 밀착될 수 있다.
이너 패드 플레이트(125) 및 아우터 패드 플레이트(115)는 양측단에 돌출부(116, 126)가 각각 형성될 수 있으며, 각 돌출부(116, 126)에는 후술하는 이너 패드 스프링(220)과 아우터 패드 스프링(210)이 장착 및 지지될 수 있다. 아우터 패드 플레이트(115)의 돌출부(116) 후면에는 후술하는 아우터 패드 스프링(210)이 결속되는 구속돌기(116a)가 돌출 형성될 수 있으며, 이너 패드 플레이트(125)의 돌출부(116)에는 후술하는 이너 패드 스프링(220)의 일 부위가 안정적으로 안착되도록 함몰 형성되는 복수의 홈을 구비할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
가압부재(130)는 피스톤으로 이루어질 수 있으며, 캘리퍼 하우징(140)에 마련되는 실린더의 내측에서 전진 및 후퇴 가능하게 마련될 수 있다. 가압부재(130)는 브레이크 오일 등 가압매체의 액압에 의해 전진함으로써 차량의 제동을 수행할 수 있으며, 후퇴하여 차량의 제동을 해제할 수 있다. 또한, 가압부재(130)는 후술하는 액츄에이터(270)에 의해 전자 기계식으로 작동하여 전진함으로써 차량의 제동 또는 주차를 수행할 수 있으며, 후퇴함으로써 차량의 제동을 해제하거나 주차제동 상태를 해제할 수 있다.
캘리퍼 하우징(140)은 피스톤이 전진 및 후퇴 가능하게 배치되는 실린더와, 실린더의 양측에 가압부재(130)의 진퇴방향과 나란한 방향으로 관통 형성되는 한 쌍의 가이드홀(141)을 포함하고, 캘리퍼 하우징(140)에는 체결부재(250)에 의해 캘리퍼 브릿지(150)가 연결 및 장착되어 캘리퍼 하우징(140)의 전면을 덮을 수 있다. 각각의 가이드홀(141)에는 후술하는 가이드로드(170)가 삽입 및 통과할 수 있으며, 가이드로드(170)가 캐리어(160)에 고정 설치됨에 따라 캘리퍼 하우징(140) 및 이에 연결되는 캘리퍼 브릿지(150)가 진퇴방향을 따라 슬라이딩 이동할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서 설명하는 전면(전방)은 차량의 외부에서 운전자 또는 사용자가 육안으로 확인할 수 있는 외면(외측)을 의미하는 것으로서, 도 2를 기준으로 하면(하방)을 지칭한다. 반대로, 본 실시 예에서 설명하는 후면(후방)은 전면(전방)의 반대측을 의미하는 것으로서, 도 2를 기준으로 상면(상방)을 지칭한다. 또한, 본 실시 예에서 설명하는 진퇴방향 또는 축 방향은 가압부재(130)를 기준으로 전진 및 후퇴하는 방향 또는 가압부재(130)의 길이방향 축에 평행한 방향을 의미한다.
캘리퍼 브릿지(150)는 체결부재(250)에 의해 캘리퍼 하우징(140)에 연결 및 장착되며, 캘리퍼 브릿지(150)와 캘리퍼 하우징(140)은 함께 캐리어(160)에 대해 슬라이딩 이동할 수 있다. 캘리퍼 브릿지(150)는 후면에 아우터 패드 플레이트(115) 및 아우터 브레이크 패드(110)가 설치될 수 있으며, 전면에는 제품 또는 차량의 로고나 엠블렘이 적용될 수 있는 표시부(151)가 마련될 수 있다. 표시부(151)는 캘리퍼 브릿지(150)의 전면 상에 적어도 일부가 평면으로 형성됨으로써 마련될 수 있다.
캘리퍼 브릿지(150)가 캘리퍼 하우징(140)에 연결 및 장착됨에 따라 캘리퍼 하우징(140)이 후술하는 가이드로드(170)에 의해 캐리어(160)에 대해 슬라이딩 이동 시, 캘리퍼 브릿지(150)도 함께 슬라이딩 이동할 수 있다. 따라서 차량의 제동 시 가압부재(130)의 전진에 따른 반력으로 캘리퍼 하우징(140) 및 캘리퍼 브릿지(150)가 함께 가압부재(130)의 이동방향에 반대방향으로 슬라이딩 이동함으로써 캘리퍼 브릿지(150)에 설치되는 아우터 브레이크 패드(110)가 브레이크 디스크 측으로 가압 및 밀착될 수 있다. 반대로, 차량의 제동해제 시 후술하는 복원장치(180)에 의해 캘리퍼 하우징(140)이 원 위치로 복귀하게 되고, 캘리퍼 하우징(140)에 연결되는 캘리퍼 브릿지(150) 역시 원 위치로 이동함으로써 캘리퍼 브릿지(150)에 설치되는 아우터 브레이크 패드(110)가 브레이크 디스크로부터 이격될 수 있다.
또한, 캘리퍼 브릿지(150)는 캘리퍼 하우징(140)의 전면을 덮도록 마련됨으로써 제품의 외관을 형성할 수 있다. 캘리퍼 브릿지(150)가 내측에 배치되는 브레이크 패드(110, 120), 패드 플레이트(115, 125) 등 각종 부품요소를 감싸도록 마련될 뿐만 아니라, 캘리퍼 하우징(140)의 전면을 모두 덮도록 마련됨으로써, 휠 또는 차량의 외부에서 보이는 제품의 외관을 미려하게 할 수 있다. 특히, 오늘날에는 고성능 차량 또는 고급 차량에 적용되는 휠과 외부로부터 보여지는 캘리퍼의 외관이 소비자에게 매우 중요한 구매 결정요소가 된다. 이에, 캘리퍼 브릿지(150)가 각종 부품요소를 감싸면서 캘리퍼 하우징(140)의 전면을 덮도록 마련됨과 동시에, 전면에 제품 또는 차량의 브랜드를 표시할 수 있는 표시부(151)가 마련됨으로써 제품과 적용차량의 상품성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
캘리퍼 브릿지(150)는 금형에 주물을 주입하는 몰딩(Molding) 공정에 의해 제조될 수 있으며, 금형은 수평 방향으로 분할 가능하게 마련되는 한 쌍의 금형 사이에 캘리퍼 브릿지(150)의 형상에 대응되는 캐비티를 구비할 수 있다. 캘리퍼 브릿지(150)의 제조 시, 제품 또는 차량의 로고나 엠블렘이 적용될 수 있는 표시부(151)를 위한 추가적인 가공을 생략할 수 있도록 주물이 투입되는 탕도(Runner)가 금형의 후방 측에 배치될 수 있으며, 이를 통해 제조 공정을 단순화함과 동시에 제조 원가를 절감할 수 있다.
캘리퍼 브릿지(150)의 후면에 장착되는 아우터 브레이크 패드(110)와 아우터 패드 플레이트(115) 및 아우터 패드 스프링(210)에 대한 자세한 설명은 도 9 내지 도 15를 참조하여 후술하도록 한다.
캐리어(160)는 차체 등 지지 가능한 고정물에 볼트(169) 등에 의해 고정적으로 설치될 수 있다. 캐리어(160)의 양측에는 후술하는 가이드로드(170)가 고정 설치될 수 있으며, 이를 위해 캐리어(160)의 양측에는 가이드로드(170)가 나사 체결되는 체결구가 진퇴방향을 따라 관통되거나, 캐리어(160)의 후면 상에 함몰 형성될 수 있다. 이를 위해 체결구의 내주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 또한, 캐리어(160)는 가압부재(130)에 근접하는 중앙부에 이너 패드 플레이트(125) 및 이너 브레이크 패드(120)가 설치될 수 있으며, 이너 패드 플레이트(125)의 이너 돌출부(126)와 캐리어(160) 사이에는 이너 패드 스프링(220)이 장착될 수 있다. 캐리어(160)의 중앙부에 장착되는 이너 브레이크 패드(120)와 이너 패드 플레이트(125) 및 이너 패드 스프링(220)에 대한 자세한 설명은 도 16 내지 도 20을 참조하여 후술하도록 한다.
도 5는 본 실시 예에 의한 가압부재(130), 캘리퍼 하우징(140), 캐리어(160) 및 가이드로드(170)를 나타내는 정면도이며, 도 6은 본 실시 예에 의한 가이드로드(170) 및 복원장치(180)를 나타내는 분해 사시도이다, 또한, 도 7은 도 2의 A-A' 방향 단면도이며, 도 8은 도 7의 B 부위를 확대 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 가이드로드(170)는 캐리어(160)의 양측에 고정 설치되어, 캐리어(160)에 대한 캘리퍼 하우징(140) 및 캘리퍼 브릿지(150)의 슬라이딩 이동을 안내하도록 마련된다. 또한, 복원장치(180)는 가이드로드(170)의 외측에 배치되어 캘리퍼 하우징(140) 및 캘리퍼 브릿지(150)를 제동 전 또는 제동해제 상태인 원 위치로 복귀시키도록 마련된다.
가이드로드(170)는 진퇴방향을 따라 연장 형성되는 원통 형상으로 마련될 수 있다. 가이드로드(170)는 일측부가 캐리어(160)의 체결구에 삽입 및 체결되어 고정 설치될 수 있으며, 타측부가 캘리퍼 하우징(140)에 진퇴방향을 따라 관통 형성되는 가이드홀(141)에 삽입 및 통과하도록 배치될 수 있다. 가이드로드(170)는 캐리어(160)에 고정 설치되는 바 가이드로드(170)는 캐리어(160)와 함께 일 위치를 유지하며, 차량의 제동 또는 제동해제 시 캘리퍼 하우징(140) 및 캘리퍼 브릿지(150)가 가이드로드(170)를 따라 전진 및 후퇴함으로써 슬라이딩 이동이 안내될 수 있다.
가이드로드(170)는 도 5에 도시된 바와 같이, 가압부재(130)의 축 방향을 기준으로 가압부재(130)의 양측에 마련될 수 있다. 차량의 제동을 위해 브레이크 디스크와 브레이크 패드가 밀착 시, 회전하는 휠과 브레이크 디스크에 의해 캘리퍼 하우징(140) 및 캘리퍼 브릿지(150) 등 각종 부품요소에 부하가 가해질 수 있으며, 이로 인해 캘리퍼 하우징(140)과 캘리퍼 브릿지(150)를 비롯한 각종 부품요소의 변형이 발생할 우려가 있다. 이에 가이드로드(170) 및 가이드홀(141)이 가압부재(130)의 양측에 각각 마련됨으로써, 제동 시 가해지는 부하에도 불구하고 캘리퍼 하우징(140)과 캘리퍼 브릿지(150)의 진퇴 이동을 안정적으로 유도 및 안내할 수 있다. 도면에는 가이드로드(170)가 가압부재(130)의 양측에 대칭되게 한 쌍 마련된 것으로 도시되어 있으나, 해당 위치 및 개수에 한정되는 것은 아니며 차량의 중량 또는 브레이크 디스크의 용량에 따라 그 수와 위치는 는 다양하게 변경될 수 있다.
가이드로드(170)의 외주면과 가이드홀(141)의 내주면 사이에는 이물질의 유입을 방지하는 실링부재(260)가 적어도 하나 이상 개재될 수 있으며, 실링부재(260)는 가이드홀(141)의 내주면 상에 함몰 형성되는 수용홈에 안착되어 마련될 수 있다. 그러나 도 7 및 도 8에 도시된 것과는 달리, 수용홈이 가이드로드(170)의 외주면 상에 함몰 형성되고 실링부재(260)가 이에 삽입 및 안착되는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.
가이드로드(170)는 캐리어(160)의 체결구에 삽입 및 체결되는 코어부(171)와, 가이드홀(141)에 삽입 및 통과되어 가이드홀(141)의 내주면에 대향하는 부시(Bush)부(172)를 포함할 수 있다. 가이드로드(170)가 캐리어(160)에 견고하게 고정 및 지지될 수 있도록 코어부(171)는 높은 강성을 갖는 재질로 마련되어 나사 체결에 의해 캐리어(160)에 결합될 수 있다. 이를 위해 코어부(171)의 전방 측 단부의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 코어부(171)가 압입 또는 용접 등에 의해 캐리어(160)에 견고하게 결합될 수 있음은 물론이다. 또한, 반복적인 차량의 제동에 따라 부시부(172)의 외주면과 가이드홀(141)의 내주면은 접촉 및 마찰이 다수 발생하므로 부시부(172)는 마모에 강한 소재로 마련될 수 있다. 즉, 코어부(171)와 부시부(172)는 서로 다른 재질을 갖는 두 부품요소로 제작된 후 서로 조립되어 마련될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 가이드로드(170)는 안정적인 강성을 갖되 마모에 강한 단일의 재질로 일체로 제작 및 마련될 수 있음은 물론이다.
복원장치(180)는 캘리퍼 하우징(140) 및 캘리퍼 브릿지(150)를 원 위치로 복귀시키는 방향으로 탄성 지지하도록 마련된다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 복원장치(180)는 가이드로드(170)의 외면 상에 마련될 수 있다. 복원장치(180)는 가이드로드(170)의 외주면을 따라 배치되는 리턴스프링(181)과, 가이드로드(170)에 마련되어 리턴스프링(181)의 일단과 타단을 각각 지지하는 제1 지지부 및 제2 지지부를 포함할 수 있다.
리턴스프링(181)은 가이드로드(170)의 후방 측 외주면에 배치될 수 있다. 일 예로, 리턴스프링(181)은 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 코일 스프링으로 마련되어 가이드로드(170)의 외주면을 감싸게 마련될 수 있으나, 해당 구조에 한정되는 것은 아니며 가이드로드(170)의 외주면 상에 배치될 수 있다면 탄성을 가진 다양한 재질로 마련될 수 있다.
리턴스프링(181)의 일단은 제1 지지부에 의해 지지될 수 있다. 구체적으로, 리턴스프링(181)의 전방 측 단부는 제1 지지부에 의해 지지될 수 있으며, 제1 지지부는 가이드로드(170)의 외주면에 장착되는 리테이너(182)로 마련될 수 있다. 리테이너(182)는 내부가 빈 원통 형상으로 마련되되, 가이드로드(170) 및 리턴스프링(181)의 외경보다 크게 형성될 수 있으며, 전방 측 단부는 반경방향의 내측으로 축소되어 가이드로드(170)의 외주면에 밀착 및 고정되며 리턴스프링(181)의 일단이 삽입 또는 지지될 수 있다. 또한 리테이너(182)의 후방으로 향할수록 반경방향의 외측으로 확장되어 내측에 리턴스프링(181)의 일단이 원활하게 진입될 수 있다. 리테이너(182)는 가이드홀(141)의 후면 측 개구에 함몰 형성되는 장착구(142)에 삽입되어 설치될 수 있다.
리턴스프링(181)의 타단은 제2 지지부에 의해 지지될 수 있다. 구체적으로, 리턴스프링(181)의 후방 측 단부는 제2 지지부에 의해 지지될 수 있으며, 제2 지지부는 가이드로드(170)의 외주면 상 후방 측 단부에 반경방향을 따라 외측으로 확장되는 지지턱(183)으로 마련될 수 있다. 지지턱(183)은 가이드로드(170)와 일체로 마련될 수 있으며, 부시부(172)의 외주면으로부터 외측으로 확장되는 형태로 형성됨으로써 리턴스프링(181)의 타단이 지지턱(183)의 전방면 측에 접촉 및 지지될 수 있다.
가이드홀(141)의 후면 측 개구는 가이드캡(190)에 의해 밀폐될 수 있다. 가이드캡(190)은 내측에 가이드로드(170)의 후방 측 단부 및 복원장치(180)의 적어도 일부가 수용되는 수용공간(191)을 구비하며, 전방 측 단부가 캘리퍼 하우징(140)에 체결됨으로써 장착될 수 있다. 이를 위해 가이드캡(190)의 내주면 상에는 내측으로 돌출 형성되는 턱을 구비하고, 캘리퍼 하우징(140)의 가이드홀(141)의 후면 측 개구의 주변부에는 가이드캡(180)의 턱이 삽입 및 체결되는 홈이 형성될 수 있다. 가이드캡(190)에 의해 가이드홀(141)의 후면 측 개구가 덮여짐으로써 이물질의 유입을 방지할 수 있으며, 가이드로드(170) 및 복원장치(180)의 작동 시 외부 부품요소와의 간섭을 방지하고 안정적인 작동을 도모할 수 있다.
이하에서는 아우터 패드 스프링(210)에 의해 캘리퍼 브릿지(150)에 아우터 브레이크 패드(110)가 장착되는 구조에 대해 설명한다.
도 9는 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브릿지(150), 아우터 브레이크 패드(110) 및 아우터 패드 스프링(210)을 나타내는 다른 방향의 사시도이며, 도 10은 도 9의 C 부위를 확대 도시한 도면이다. 또한, 도 11은 본 실시 예에 의한 아우터 패드 스프링(210)을 나타내는 사시도이며, 도 12는 아우터 패드 스프링(210)이 아우터 패드 플레이트(115)의 돌출부(116)에 장착된 상태를 나타내고 도 13은 아우터 패드 시트(152)에 아우터 브레이크 패드(110)와 아우터 패드 플레이트(115) 및 아우터 패드 스프링(116)이 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 9 내지 도 13을 참조하면, 아우터 패드 스프링(210)은 아우터 브레이크 패드(110) 및 아우터 패드 플레이트(115)를 캘리퍼 브릿지(150)의 후면 상에 탄성 지지하도록 마련된다. 아우터 패드 스프링(210)은 아우터 패드 플레이트(115)의 측단부에 형성되는 아우터 돌출부(116)를 캘리퍼 브릿지(150)의 후면에 형성되는 아우터 패드 시트(152) 상에 안착 및 지지시킴으로써 아우터 브레이크 패드(110)를 캘리퍼 브릿지(150)에 장착 및 설치할 수 있다.
아우터 패드 시트(152)는 캘리퍼 브릿지(150)의 후면 상에서 주변부위보다 함몰 형성됨으로써 아우터 돌출부(116) 및 아우터 패드 스프링(210)의 적어도 일부가 삽입 및 지지될 수 있으며, 아우터 패드 시트(152)의 상측에는 제1 토크지지턱(153)이 돌출 형성되고, 아우터 패드 시트(152)의 하측에는 제2 토크지지턱(154)이 돌출 형성될 수 있다. 또한, 제1 토크지지턱(153)과 제2 토크지지턱(154)의 외향면에는 후술하는 아우터 패드 스프링(210)의 제1 및 제2 체결부(213, 214)가 삽입되는 제1 및 제2 아우터 스프링 체결홈(156a, 156b)이 각각 함몰 형성될 수 있으며, 이를 통해 아우터 패드 스프링(210)이 캘리퍼 브릿지(150) 상에 견고하게 지지됨과 동시에, 캘리퍼 브릿지(150)로부터 아우터 패드 스프링(210)의 이탈을 효과적으로 방지할 수 있다.
아우터 패드 시트(152)는 캘리퍼 브릿지(150)의 후면 상에 형성되되 관통 형성되거나 천공 형성되지 않음으로써, 캘리퍼 브레이크(1)의 외관을 형성하는 캘리퍼 브릿지(150)의 전면에 드러나지 않을 수 있다. 또한, 아우터 패드 시트(152)의 상측 및 하측에 각각 후방으로 돌출 형성되는 제1 토크지지턱(153) 및 제2 토크지지턱(154)에 의해 브레이크 디스크와 브레이크 패드가 밀착 시, 회전하는 휠과 브레이크 디스크에 의해 가해지는 부하에도 불구하고 아우터 패드 플레이트(115) 및 아우터 브레이크 패드(110)를 안정적으로 지지할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 14 및 도 15를 참조하여 후술하도록 한다.
아우터 패드 스프링(210)은 아우터 패드 플레이트(115)의 양측에 한 쌍이 마련될 수 있다. 도 9 내지 도 13을 참조하면, 아우터 패드 스프링(210)은 베이스(219)와, 베이스(219)의 상측에 마련되어 제1 토크지지턱(153)과 아우터 돌출부(116) 사이에 개재되는 제1 지지면(211)과, 베이스(219)의 하측에 마련되어 제2 토크지지턱(154)과 아우터 돌출부(116) 사이에 개재되는 제2 지지면(212)과, 베이스(219)의 외측단부에 마련되어 캘리퍼 브릿지(150) 상에 아우터 패드 스프링(210)을 안정적으로 지지시키도록 제1 및 제2 아우터 스프링 체결홈(156a, 156b)에 각각 삽입되는 제1 및 제2 체결부(213, 214)와, 베이스(219)에 관통 형성되어 아우터 패드 플레이트(115)의 아우터 돌출부(116) 상에 아우터 패드 스프링(210)을 안정적으로 지지시키도록 구속돌기(116a)가 삽입 및 결속되는 체결홀(218)을 포함하여 마련될 수 있다.
베이스(219)는 몸체를 이루며, 아우터 패드 플레이트(115)의 아우터 돌출부(116) 후면에 대향 또는 접촉 가능하게 마련된다. 베이스(219)는 플레이트 형상으로 마련되되 아우터 돌출부(116)의 후면에 돌출 형성되는 구속돌기(116a)가 삽입되는 체결홀(218)이 관통 형성될 수 있으며, 상단과 하단에 후술하는 제1 지지면(211), 제1 체결부(213), 제2 지지면(212), 제2 체결부(214)가 연속적으로 절개 및 절곡되어 마련될 수 있다. 다시 말해, 아우터 패드 스프링(210)은 단일의 몸체로 일체로 마련되되, 베이스(219)로부터 제1 지지면(211), 제2 지지면(212), 제1 체결부(213), 제2 체결부(214) 및 체결홀(218)이 절개 및 절곡됨으로써 제조될 수 있으며, 이로써 구조 및 제조공정이 단순화될 수 있다.
제1 지지면(211)는 아우터 돌출부(116)를 제1 토크지지턱(153) 상에 탄성 지지하도록 아우터 돌출부(116)의 상단과 제1 토크지지턱(153)의 하단 사이에 개재될 수 있다. 구체적으로, 제1 지지면(211)는 베이스(219)의 상단으로부터 아우터 돌출부(116)의 상단을 따라 전방으로 연장 및 절곡됨으로써 형성될 수 있다. 이를 통해 제1 지지면(211)의 상면이 제1 토크지지턱(153)의 하단에 접촉 가능하게 배치됨으로써, 아우터 패드 플레이트(115)의 아우터 돌출부(116)가 제1 지지면(211)에 의해 제1 토크지지턱(153)에 탄성적으로 지지될 수 있다. 나아가, 제1 지지면(211)은 아우터 패드 플레이트(115)와 제1 토크지지턱(153) 간 직접적인 접촉에 의해 발생하는 마모, 손상 또는 소음을 저감할 수 있음은 물론이다.
제1 체결부(213)는 아우터 패드 스프링(210)을 캘리퍼 브릿지(150) 상에 안정적으로 체결 및 지지하도록 제1 지지면(211)으로부터 연장 및 절곡 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 체결부(213)는 제1 지지면(211)의 측단부로부터 연장 형성되되, 단부에는 제1 토크지지턱(153)의 외향면에 함몰 형성되는 제1 아우터 스프링 체결홈(156a)에 삽입 및 장착되는 제1 체결탭(213a)이 절개 및 절곡 형성될 수 있다. 제1 체결탭(213a)은 제1 아우터 스프링 체결홈(156a)의 내측을 향해 연장 형성되어, 제1 아우터 스프링 체결홈(156a)에 삽입 및 장착됨으로써 아우터 패드 스프링(210)이 캘리퍼 브릿지(150) 상에 안정적으로 체결 및 지지될 수 있다.
제2 지지면(212)은 아우터 돌출부(116)를 제2 토크지지턱(154) 상에 탄성 지지하도록 아우터 돌출부(116)의 하단과 제2 토크지지턱(154)의 상단 사이에 개재될 수 있다. 구체적으로, 제2 지지면(212)는 베이스(219)의 하단으로부터 아우터 돌출부(116)의 하단을 따라 전방으로 연장 및 절곡됨으로써 형성될 수 있다. 이를 통해 제2 지지면(212)의 하면이 제2 토크지지턱(154)의 상단에 접촉 가능하게 배치됨으로써, 아우터 패드 플레이트(115)의 아우터 돌출부(116)가 제2 지지면(212)에 의해 제2 토크지지턱(154)에 탄성적으로 지지될 수 있다. 또한, 제1 지지면(211)과 마찬가지로, 제2 지지면(212)이 아우터 패드 플레이트(115)와 제2 토크지지턱(154) 사이에 개재됨으로써 아우터 패드 플레이트(115)와 제2 토크지지턱(154) 간 직접적인 접촉에 의해 발생하는 마모, 손상 또는 소음을 저감할 수 있다.
제2 체결부(214)는 아우터 패드 스프링(210)을 캘리퍼 브릿지(150) 상에 안정적으로 체결 및 지지하도록 제2 지지면(212)으로부터 연장 및 절곡 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 체결부(214)는 제2 지지면(212)의 측단부로부터 연장 형성되되, 단부에는 제2 토크지지턱(154)의 외향면에 함몰 형성되는 제2 아우터 스프링 체결홈(156b)에 삽입 및 장착되는 제2 체결탭(214a)이 절개 및 절곡 형성될 수 있다. 제2 체결탭(214a)은 제2 아우터 스프링 체결홈(156b)의 내측을 향해 연장 형성되어, 제2 아우터 스프링 체결홈(156b)에 삽입 및 장착됨으로써 아우터 패드 스프링(210)이 캘리퍼 브릿지(150) 상에 안정적으로 체결 및 지지될 수 있다.
베이스(219)는 체결홀(218)을 통해 아우터 패드 플레이트(115)의 아우터 돌출부(116)에 장착 및 지지될 수 있다. 도 12를 참조하면, 체결홀(218)은 아우터 돌출부(116)의 후면에 돌출 형성되는 구속돌기(116a)가 삽입되도록 베이스(219) 상에 관통 형성될 수 있으며, 체결홀(218)에 구속돌기(116a)가 삽입 및 결속됨으로써 아우터 패드 플레이트(115)에 아우터 패드 스프링(210)이 장착 및 결속될 수 있다. 또한, 구속돌기(116a)는 리벳팅(Riveting)에 의해 체결홀(218)에 견고하게 결속 및 고정될 수 있다.
한편, 아우터 브레이크 패드(110) 및 아우터 패드 플레이트(115)를 캘리퍼 브릿지(150)에 장착 시 제1 토크지지턱(153)에 밀착되게 조립함으로써, 부품요소의 유격을 방지하고, 회전하는 브레이크 디스크에 의해 가해지는 부하를 효과적으로 견딜 수 있다. 이를 위해, 구속돌기(116a) 또는 체결홀(218)의 가로 중심선은 아우터 돌출부(116)의 가로 중심선 보다 하측으로 편향되게 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 아우터 돌출부(116)의 상단과 하단 사이의 중심선(①)은 아우터 패드 스프링(210)의 조립 위치의 기준이 되는 구속돌기(116a) 또는 체결홀(218)의 상단과 하단 사이의 중심선(②) 보다 상측으로 편향되게 배치될 수 있다. 이로써, 아우터 패드 플레이트(115)와 아우터 패드 스프링(210)의 하나의 어셈블리로 조립한 후 이를 캘리퍼 브릿지(150)의 아우터 패드 시트(152)에 장착 시, 도 13에 도시된 바와 같이, 아우터 돌출부(115)가 상측으로 편향되며 장착됨으로써 제1 토크지지턱(153)에 밀착된 상태로 조립될 수 있다.
제1 토크지지턱(153) 및 제2 토크지지턱(154)은 캘리퍼 브릿지(150)의 후면에 돌출 형성됨으로써 그 사이에 아우터 패드 시트(152)를 형성할 수 있으며, 회전하는 브레이크 디스크에 의해 가해지는 부하를 견디도록 마련된다.
도 14 및 도 15는 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브릿지(150), 아우터 브레이크 패드(110) 및 아우터 패드 스프링(210)을 나타내는 배면도로서, 제1 토크지지턱(153) 및 제2 토크지지턱(154)에 의해 부하를 지지하는 작동상태를 나타낸다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 제1 토크지지턱(153)은 아우터 패드 시트(152)의 상측에 돌출 형성될 수 있으며, 제2 토크지지턱(154)은 아우터 패드 시트(152)의 하측에 돌출 형성될 수 있다. 즉, 제1 토크지지턱(153) 및 제2 토크지지턱(154)은 아우터 패드 시트(152)에 대해 상대적으로 돌출 형성되고, 아우터 패드 시트(152)는 제1 토크지지턱(153) 및 제2 토크지지턱(154)에 대해 상대적으로 함몰 형성될 수 있으며, 이로써 제1 토크지지턱(153)은 아우터 돌출부(116)의 상단 또는 아우터 패드 스프링(210)의 제1 지지면(211)에 대향되고, 제2 토크지지턱(154)은 아우터 돌출부(116)의 하단 또는 아우터 패드 스프링(210)의 제2 지지면(212)에 대향할 수 있다.
휠과 브레이크 디스크가 일 방향(도 14 기준 시계 방향)으로 회전하는 상태에서 차량의 제동을 위해 브레이크 디스크와 아우터 브레이크 패드(110)가 밀착 시, 아우터 패드 플레이트(115) 및 아우터 브레이크 패드(110)에는 브레이크 디스크의 회전 방향과 동일한 방향으로 부하가 발생하게 된다. 이 경우, 일측(도 14 기준 좌측)의 제1 토크지지턱(153)과 타측(도 14 기준 우측)의 제2 토크지지턱(154)이 아우터 패드 플레이트(115)에 가해지는 부하를 안정적으로 지지할 수 있으며, 부하에도 불구하고 차량의 제동력을 일정하게 유지할 수 있다.
이와는 반대로, 휠과 브레이크 디스크가 타 방향(도 15 기준 반시계 방향)으로 회전하는 상태에서 차량의 제동을 위해 브레이크 디스크와 아우터 브레이크 패드(110)가 밀착 시, 아우터 패드 플레이트(115) 및 아우터 브레이크 패드(110)에는 브레이크 디스크의 회전 방향과 동일한 방향으로 부하가 발생한다. 이 경우, 일측(도 15 기준 좌측)의 제2 토크지지턱(154)과 타측(도 15 기준 우측)의 제1 토크지지턱(153)이 아우터 패드 플레이트(115)에 가해지는 부하를 안정적으로 지지하여 차량의 제동력을 일정하게 유지할 수 있다.
이하에서는 이너 패드 스프링(220)에 의해 캐리어(160)에 이너 브레이크 패드(120)가 장착되는 구조에 대해 설명한다.
도 16 및 도 17은 각각 본 실시 예에 의한 캐리어(160), 이너 브레이크 패드(120) 및 이너 패드 스프링(220)을 나타내는 사시도 및 분해 사시도이다. 또한, 도 18는 본 실시 예에 의한 이너 패드 스프링(220)을 나타내는 사시도이며, 도 19 및 도 20은 본 실시 예에 의한 캐리어(160), 이너 브레이크 패드(120) 및 이너 패드 스프링(220)을 나타내는 정면도로서, 제1 걸림지지턱(162) 및 제2 걸림지지턱(163)에 의해 부하를 지지하는 상태를 나타낸다.
도 16 내지 도 20을 참조하면, 이너 패드 스프링(220)은 이너 브레이크 패드(120) 및 이너 패드 플레이트(125)를 캐리어(160) 상에 탄성 지지하도록 마련된다. 이너 패드 스프링(220)은 이너 패드 플레이트(125)의 측단부에 형성되는 이너 돌출부(126)에 장착된 상태에서 캐리어(160)에 형성되는 이너 스프링 시트(161)에 안착 및 지지됨으로써 이너 브레이크 패드(120)를 캐리어(160)에 장착 및 설치할 수 있다.
이너 스프링 시트(161)는 캐리어(160) 상에서 진퇴 방향을 따라 함몰 형성됨으로써 이너 돌출부(126) 및 이너 패드 스프링(220)의 적어도 일부가 삽입 및 지지될 수 있으며, 이너 스프링 시트(161)의 상측에는 제1 걸림지지턱(162)이 중앙부를 향하는 내측으로 돌출 형성되고, 이너 스프링 시트(161)의 하측에는 제2 걸림지지턱(163)이 내측으로 돌출 형성될 수 있다. 이너 스프링 시트(161)의 상측 및 하측에 각각 돌출 형성되는 제1 걸림지지턱(162) 및 제2 걸림지지턱(163)에 의해 브레이크 디스크와 브레이크 패드가 밀착 시, 회전하는 휠과 브레이크 디스크에 의해 가해지는 부하에도 불구하고 이너 패드 플레이트(125) 및 이너 브레이크 패드(120)를 안정적으로 지지할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 19 및 도 20을 참조하여 후술하도록 한다.
이너 패드 스프링(220)은 이너 패드 플레이트(125)의 양측에 한 쌍이 마련될 수 있다. 도 18을 참조하면, 이너 패드 스프링(220)은 클립베이스(225)와, 클립베이스(225)의 상측에 마련되어 제1 걸림지지턱(162)에 이너 돌출부(126)를 탄성 지지하도록 제1 걸림지지턱(162)을 따라 형성되는 제1 앵커부(221)와, 클립베이스(225)의 하측에 마련되어 이너 돌출부(126)의 하단을 탄성 지지하는 제2 앵커부(222)와, 클립베이스(225)의 측부에 마련되어 이너 돌출부(126)의 전방면에 접촉 및 지지되는 리테이너부(223)를 포함할 수 있다.
클립베이스(225)는 몸체를 이루며, 이너 패드 플레이트(125) 상 이너 돌출부(126)의 측단부에 대향 또는 접촉 가능하게 마련된다. 클립베이스(225)는 플레이트 형상으로 마련될 수 있으며, 상측과 하측 및 측부에 각각 제1 앵커부(221)와, 제2 앵커부(222) 및 리테이너부(223)가 클립베이스(225)로부터 연속적으로 절개 및 절곡되어 마련될 수 있다. 다시 말해, 이너 패드 스프링(220)은 단일의 몸체로 일체로 마련되되, 클립베이스(225)로부터 앵커부(221, 222)와 리테이너부(223) 등이 절개 및 절곡됨으로써 제조될 수 있으며, 이로써 구조 및 제조공정이 단순화될 수 있다.
제1 앵커부(221)는 이너 돌출부(126)를 제1 걸림지지턱(162) 상에 탄성 지지하도록 제1 걸림지지턱(162)을 따라 연장 및 절곡 형성될 수 있다. 제1 앵커부(221)는 클립베이스(225)의 상단으로부터 이너 돌출부(126)의 상단을 따라 중앙 측으로 연장 형성됨으로써 제1 걸림지지턱(162)의 하단과 이너 돌출부(126)의 상단 사이에 개재되는 제1 탭(221a)과, 제1 탭(221a)으로부터 상향 절곡 및 연장 형성되어 제1 걸림지지턱(162)의 측면에 대향하는 제2 탭(221b)과, 제2 탭(221b)으로부터 주변 측으로 연장 형성됨으로써 제1 걸림지지턱(162)의 상단에 대향하는 제3 탭(221c)과, 제2 탭(221b)의 전방 측 단부와 후방 측 단부 중 적어도 어느 하나로부터 주변 측으로 절곡 및 연장 형성되는 적어도 하나의 제1 텐셔너(221d)와, 제3 탭(221c)으로부터 제1 걸림지지턱(162)을 향해 절개 및 절곡 형성되어 제1 걸림지지턱(162)의 상단에 직접적으로 접촉 및 지지되는 제2 텐셔너(221e)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 제1 앵커부(221)는 제1 걸림지지턱(162)의 둘레를 감싸도록 클립베이스(225)로부터 연장 및 절곡 형성됨으로써, 이너 패드 플레이트(125)의 이너 돌출부(126)가 제1 걸림지지턱(162)에 탄성적으로 지지될 수 있다.
제2 앵커부(222)는 이너 돌출부(126)의 하단을 탄성 지지하도록 이너 돌출부(126)의 하단에 접촉 및 지지되되, 적어도 일부의 부위가 이너 돌출부(126)의 하단과 제2 걸림지지턱(163)의 상단 사이에 개재될 수 있다. 제2 앵커부(222)는 클립베이스(225)의 하단으로부터 연속적으로 연장 및 절곡됨으로써 형성될 수 있다. 제2 앵커부(222)는 클립베이스(225)의 하단으로부터 이너 돌출부(126)의 하단을 따라 중앙 측으로 연장 형성되되, 상방으로 일정 부분 경사지게 형성되는 립부를 포함할 수 있으며, 이로써 제2 앵커부(222)가 이너 돌출부(126)의 하단에 탄성적으로 접촉되어 이너 패드 스프링(220)을 이너 돌출부(126)에 탄성적으로 지지할 수 있다.
리테이너부(223)는 이너 돌출부(126)의 전방면에 접촉 및 지지됨으로써, 이너 패드 스프링(220)을 이너 패드 플레이트(125)의 이너 돌출부(126)에 보다 안정적으로 탄성 지지함과 동시에, 이너 돌출부(126)로부터 이너 패드 스프링(220)의 이탈을 방지할 수 있다. 리테이너부(223)는 클립베이스(225)의 전방 측 단부로부터 이너 돌출부(126)의 전방면을 향해 굴곡되고 절곡 및 연장 형성됨으로써, 이너 돌출부(126)의 전방면에 접촉 및 지지될 수 있다. 한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 이너 패드 플레이트(125)의 이너 돌출부(126)에는 이너 패드 스프링(220)의 각종 탄성요소들이 안정적으로 진입 및 안착되어 이탈이 억제되도록 복수의 홈이 함몰 형성될 수 있다.
제1 걸림지지턱(162) 및 제2 걸림지지턱(163)은 가압부재(130)를 향하는 중앙 측으로 돌출 형성되고, 그 사이에 이너 스프링 시트(161)를 형성할 수 있으며, 회전하는 브레이크 디스크에 의해 가해지는 부하를 견디도록 마련된다.
도 19 및 도 20를 참조하면, 제1 걸림지지턱(162)은 이너 스프링 시트(161)의 상측에 돌출 형성될 수 있으며, 제2 걸림지지턱(163)은 이너 스프링 시트(161)의 하측에 돌출 형성될 수 있다. 즉, 제1 걸림지지턱(162) 및 제2 걸림지지턱(163)은 이너 스프링 시트(161)에 대해 상대적으로 돌출 형성되고, 이너 스프링 시트(161)는 제1 걸림지지턱(162) 및 제2 걸림지지턱(163)에 대해 상대적으로 함몰 형성될 수 있다.
휠과 브레이크 디스크가 일 방향(도 19 기준 시계 방향)으로 회전하는 상태에서 차량의 제동을 위해 브레이크 디스크와 이너 브레이크 패드(120)가 밀착 시, 이너 패드 플레이트(125) 및 이너 브레이크 패드(120)에는 브레이크 디스크의 회전 방향과 동일한 방향으로 부하가 발생하게 된다. 이 경우, 일측(도 19 기준 좌측)의 제1 걸림지지턱(162)과 타측(도 19 기준 우측)의 제2 걸림지지턱(163)이 이너 패드 플레이트(125)에 가해지는 부하를 안정적으로 지지할 수 있으며, 부하에도 불구하고 차량의 제동력을 일정하게 유지할 수 있다.
이와는 반대로, 휠과 브레이크 디스크가 타 방향(도 20 기준 반시계 방향)으로 회전하는 상태에서 차량의 제동을 위해 브레이크 디스크와 이너 브레이크 패드(120)가 밀착 시, 이너 패드 플레이트(125) 및 이너 브레이크 패드(120)에는 브레이크 디스크의 회전 방향과 동일한 방향으로 부하가 발생한다. 이 경우, 일측(도 20 기준 좌측)의 제2 걸림지지턱(163)과 타측(도 20 기준 우측)의 제1 걸림지지턱(162)이 이너 패드 플레이트(125)에 가해지는 부하를 안정적으로 지지하여 차량의 제동력을 일정하게 유지할 수 있다.
가압부재(130)는 액츄에이터(270)로부터 구동력을 전달받아 이너 패드 플레이트(125)를 브레이크 디스크 측으로 가압할 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 액츄에이터(270)는 가압부재(130)를 전진 및 후퇴시키는 구동력을 제공하도록 동력을 제공하는 모터(271)와, 모터(271)에서 제공되는 회전동력을 선형운동으로 변환하여 가압부재(130)의 진퇴이동을 발생시키는 동력변환유닛(272)과, 모터(271)에서 제공되는 동력을 감속하여 동력변환유닛(272)으로 전달하는 감속유닛(미도시) 등을 포함할 수 있다.
모터(271)는 차량의 배터리 등 전원장치로부터 전원을 공급받아 작동할 수 있으며, 회전동력을 발생시켜 감속유닛으로 전달할 수 있다. 감속유닛은 유성기어조립체 또는 웜 구조 등 다양한 구조의 장치가 적용되어 모터(271)의 동력을 감속하여 동력변환유닛(272)으로 전달할 수 있으며, 어느 하나의 구조 또는 작동방식을 갖는 장치로 한정되지 않는다.
동력변환유닛(272)은 감속유닛으로부터 감속된 동력을 전달받아 회전하는 스핀들과, 가압부재(130)의 내측에 마련되어 스핀들과 나사 결합되는 너트와, 너트와 가압부재(130)가 회전하지 않고 선형운동을 수행하도록 너트의 회전을 방지하는 회전방지부(미도시)를 포함할 수 있다. 스핀들은 모터(271) 및 감속유닛을 거쳐 전달되는 동력에 의해 제1 방향으로 회전할 수 있으며, 이로써 너트와 가압부재(130)를 이너 패드 플레이트(125)를 향해 전진시켜 차량의 제동을 수행 수 있다. 또한, 스핀들은 모터(271) 및 감속유닛을 거쳐 전달되는 동력에 의해 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전함으로써 너트와 가압부재(130)를 이너 패드 플레이트(125)로부터 이격시켜 차량의 제동해제를 수행할 수 있다.
이하에서는 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(1)의 작동에 대해 설명한다.
도 21은 본 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크(1)의 작동상태를 나타내는 측방향 단면도로서, 도 21의 (a)는 차량의 제동 전 또는 제동해제 상태를 나타내는 단면도이며, 도 21의 (b)는 차량의 제동 상태를 나타내는 단면도이다.
차량의 제동을 수행하는 경우, 브레이크 오일 등 가압매체의 액압 또는 액츄에이터(270)의 작동에 의해 가압부재(130)가 이너 패드 플레이트(125) 측으로 전진하고 이너 패드 플레이트(125) 및 이너 브레이크 패드(120)를 브레이크 디스크 측으로 가압한다. 가압부재(130)의 전진에 따른 반력으로 캘리퍼 하우징(140) 및 캘리퍼 브릿지(150)가 함께 가압부재(130)의 이동방향에 반대방향으로 슬라이딩 이동한다. 이 때 가이드로드(170)는 캐리어(160)에 고정 설치되는 바 일정한 위치를 유지하며, 캘리퍼 하우징(140) 및 캘리퍼 브릿지(150)는 가이드로드(170)에 의해 슬라이딩 이동이 안내된다. 캘리퍼 하우징(140) 및 캘리퍼 브릿지(150)가 가압부재(130)의 이동방향에 반대방향으로 슬라이딩 이동함에 따라 캘리퍼 브릿지(150)에 설치되는 아우터 패드 플레이트(115) 및 아우터 브레이크 패드(110) 역시 브레이크 디스크 측으로 이동하여 가압함으로써 브레이크 디스크에 밀착되어 차량의 제동을 수행할 수 있다. 차량의 제동을 해제하고자 하는 경우에는 복원장치(180)에 의해 캘리퍼 하우징(140) 및 캘리퍼 브릿지(150)가 도 21의 (a)와 같이 원 위치로 복귀한다.
1: 캘리퍼 브레이크 110: 아우터 브레이크 패드
120: 이너 브레이크 패드 130: 가압부재
140: 캘리퍼 하우징 141: 가이드홀
150: 캘리퍼 브릿지 151: 표시부
152: 아우터 패드 시트 160: 캐리어
162: 이너 스프링 시트 170: 가이드로드
171: 코어부 172: 부시부
180: 복원장치 181: 리턴스프링
190: 가이드캡 210: 아우터 패드 스프링
220: 이너 패드 스프링

Claims (13)

  1. 휠과 함께 회전하는 브레이크 디스크의 양측에 각각 배치되는 이너 브레이크 패드 및 아우터 브레이크 패드;
    상기 이너 브레이크 패드를 상기 브레이크 디스크 측으로 가압하는 가압부재;
    상기 가압부재가 전진 및 후퇴 가능하게 마련되는 캘리퍼 하우징;
    상기 캘리퍼 하우징에 연결되고, 상기 가압부재의 동작에 따른 반력으로 상기 아우터 브레이크 패드를 상기 브레이크 디스크 측으로 가압하는 캘리퍼 브릿지;
    차체에 고정 설치되는 캐리어;
    상기 캐리어에 고정 설치되어, 상기 캐리어에 대한 상기 캘리퍼 하우징과 상기 캘리퍼 브릿지의 슬라이딩 이동을 안내하는 적어도 하나의 가이드로드; 및
    상기 아우터 브레이크 패드가 고정 설치되는 아우터 패드 플레이트의 측단부에 형성되는 돌출부에 장착되되, 상기 아우터 브레이크 패드를 상기 캘리퍼 브릿지의 후면 상에 탄성 지지하는 적어도 하나의 아우터 패드 스프링을 포함하고,
    상기 캘리퍼 브릿지는
    후면 상에 마련되어 상기 돌출부와 상기 아우터 패드 스프링의 적어도 일부가 안착되는 아우터 패드 시트와,
    상기 아우터 패드 시트의 상측에 돌출 형성되어 상기 돌출부의 상단 또는 상기 아우터 패드 스프링의 일측에 대향되는 제1 토크지지턱과,
    상기 아우터 패드 시트의 하측에 돌출 형성되어 상기 돌출부의 하단 또는 상기 아우터 패드 스프링의 타측에 대향되는 제2 토크지지턱을 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아우터 패드 플레이트는
    상기 돌출부의 후면 상에 마련되는 구속돌기를 더 포함하고,
    상기 아우터 패드 스프링은
    상기 돌출부의 후면에 대향하여 배치되는 베이스와,
    상기 베이스에 관통 형성되어 상기 구속돌기가 삽입 및 결속되는 체결홀을 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌출부의 상단과 하단 사이의 중심선은
    상기 구속돌기 또는 상기 체결홀의 상단과 하단 사이의 중심선 보다 상측으로 편향되게 배치되는 캘리퍼 브레이크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구속돌기는
    리벳팅에 의해 상기 체결홀에 결속되는 캘리퍼 브레이크.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 아우터 패드 스프링은
    상기 돌출부의 상단과 상기 제1 토크지지턱의 하단 사이에 개재되는 제1 지지면과,
    상기 돌출부의 하단과 상기 제2 토크지지턱의 상단 사이에 개재되는 제2 지지면을 더 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캘리퍼 브릿지는
    상기 아우터 패드 스프링을 지지하도록 상기 제1 토크지지턱의 외향면 상에 함몰 형성되는 제1 아우터 스프링 체결홈과, 상기 제2 토크지지턱의 외향면 상에 함몰 형성되는 제2 아우터 스프링 체결홈을 더 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 아우터 패드 스프링은
    상기 제1 아우터 스프링 체결홈에 삽입되는 제1 체결부와,
    상기 제2 아우터 스프링 체결홈에 삽입되는 제2 체결부를 더 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 지지면은 상기 베이스의 상단으로부터 연장 및 절곡 형성되고,
    상기 제2 지지면은 상기 베이스의 하단으로부터 연장 및 절곡 형성되는 캘리퍼 브레이크.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 체결부는 상기 제1 지지면의 측단부로부터 전방을 향해 절곡 및 연장 형성되고,
    상기 제2 체결부는 상기 제2 지지면의 측단부로부터 전방을 향해 절곡 및 연장 형성되며,
    상기 제1 체결부는
    상기 제1 아우터 스프링 체결홈의 내측을 향해 절곡 및 연장 형성되는 제1 체결탭을 포함하고,
    상기 제2 체결부는
    상기 제2 아우터 스프링 체결홈의 내측을 향해 절곡 및 연장 형성되는 제2 체결탭을 포함하는 캘리퍼 브레이크.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 캘리퍼 브릿지는
    상기 아우터 브레이크 패드를 감싸되, 상기 캘리퍼 하우징의 전면을 덮도록 마련되는 캘리퍼 브레이크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 캘리퍼 하우징은 진퇴방향을 따라 관통 형성되는 가이드홀을 포함하고,
    상기 가이드로드는
    진퇴방향을 따라 연장 형성되며, 상기 가이드홀에 삽입 및 통과 가능하게 마련되는 캘리퍼 브레이크.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 캐리어에 대해 상기 캘리퍼 하우징 및 상기 캘리퍼 브릿지를 원 위치로 복귀시키는 방향으로 탄성 지지하는 복원장치를 더 포함하고,
    상기 복원장치는
    상기 가이드로드의 외면 상에 마련되는 캘리퍼 브레이크.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가이드로드는
    상기 가압부재의 축 방향을 기준으로 양측에 한 쌍이 마련되는 캘리퍼 브레이크.
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