KR20230166939A - 브레이크 조립체 및 이의 동작방법 - Google Patents

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KR20230166939A
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샤힌 하템
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Abstract

본 발명은 차량 휠을 위한 브레이크 조립체와 관련되며,
브레이크 조립체는:
- 회전 축에 대하여 합동 회전을 위해 차량 휠에 결합 가능하거나 또는 결합되는 제동 부재로서, 서로 축방향 거리에 배열되는 마찰 라이닝들을 가진, 상기 제동 부재; 및
- 작동기 및 적어도 두 개의 변위 가능한 부재들을 포함하는 제동 유닛으로서, 변위 가능한 부재들이 마찰 라이닝들 사이에 배치되는, 상기 제동 유닛을 포함하고,
작동기는 변위 가능한 부재들을 서로 떨어져 축방향으로 이동시키도록 구성되며, 그에 의해 각각의 변위 가능한 부재를 상기 제동 부재의 마찰 라이닝들 중 하나와 접촉하게 한다.

Description

브레이크 조립체 및 이의 동작방법{Brake assembly and operating method therof}
본 발명은 브레이크 조립체 및 브레이크 조립체를 동작시키기 위한 방법에 관한 것이다. 브레이크 조립체는 예컨대, 차 또는 트럭과 같은, 도로 차량의, 차량 휠에 작용한다.
차량 휠들 및 특히 차량 휠을 개별적으로 제동하기 위한 브레이크들을 제공하는 것이 알려져 있다. 통상적으로, 디스크 브레이크들 또는 드럼 브레이크들이 사용된다. 디스크 브레이크들의 경우에, 브레이크 패드들은 브레이크 디스크의 상이한 측면들에 배열되며 그 사이에 브레이크 디스크를 클램핑하기 위해 서로를 향해 축방향으로 이동된다. 드럼 브레이크들의 경우에, 브레이크 패드들은 회전하는 브레이크 드럼을 접촉하기 위해 방사상으로 이동된다.
이들 확립된 설계들 양쪽 모두는 별개의 이점들을 갖지만, 여전히 개선의 여지가 남아있다. 예를 들어, 브레이크 소음들의 생성 및 브레이크 분진의 배출이 이슈로 남아있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 기존의 브레이크 조립체들의 단점들 중 적어도 일부를 제한하는 브레이크 조립체를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 첨부된 독립 청구항들의 주제에 의해 해결된다. 유리한 실시예들이 종속 청구항들 및 이러한 설명에서 정의된다.
따라서, 차량 휠을 위한 브레이크 조립체가 개시되며,
브레이크 조립체는:
- 회전 축에 대하여 합동 회전을 위해 차량 휠에 결합 가능하거나 또는 결합되는 제동 부재로서, 서로 축방향 거리에 배열되는 마찰 라이닝들을 가진, 상기 제동 부재; 및
- 작동기 및 적어도 두 개의 변위 가능한 부재들을 포함하는 제동 유닛으로서, 변위 가능한 부재들이 마찰 라이닝들 사이에 배치되는(예컨대, 축방향으로), 상기 제동 유닛을 포함하며,
상기 작동기는 변위 가능한 부재들을 서로 떨어져 축방향으로 이동시키도록 구성되며, 그에 의해 각각의 변위 가능한 부재를 제동 부재의 마찰 라이닝들 중 하나와 접촉하게 한다. 이러한 식으로, 제동 효과가 달성된다.
축, 방사 및 원주와 같은 용어들은 일반적으로 회전 축을 나타낼 수 있다. 방사 방향은 회전 축에 비스듬히 및 특히 직교하여 연장될 수 있는 한편, 원주 방향은 회전 축에 대하여 또는 회전 축 주위에서 연장될 수 있다.
상기 구성을 갖고, 기존의 디스크 브레이크 설계들과 유사한 제동 부재의 배열이 제공될 수 있다. 즉, 제동 부재는 회전 축에 비스듬히 및 특히 직교하여 연장될 수 있으며 브레이크 패드들은 바람직하게는 축방향으로 또한 변위 가능하다. 이것은 브레이크 패드들이 방사상으로 이동되는 통상적인 드럼 브레이크 설계들과는 상이하다.
그러나, 본건에서, 변위 가능한 부재들은 바람직하게는 제동 부재의 접촉 표면들 사이에 축방향으로 배치되며, 상기 접촉 표면들은 마찰 라이닝들에 의해 형성된다. 이는 변위 가능한 부재들 사이에 배치되는 상기 접촉 표면들(기존의 디스크 브레이크들에서처럼)과는 상이하다. 뿐만 아니라, 제동 동안, 변위 가능한 부재들은 축방향으로 서로 멀어지거나, 또는 달리 말하면, 축방향으로 퍼진다. 결과적으로, 변위 가능한 부재들은 각각 인접하거나 또는 반대편 마찰 라이닝과 접촉하게 되며, 그에 의해 제동 효과를 제공하는 마찰력들을 생성할 수 있다. 이것은 변위 가능한 부재들을 접촉 표면들에 밀착하여 바깥쪽으로 미는 것에 의해 제동 부재 내에서 조여지거나 또는 팽팽해지는 제동 유닛으로서 또한 불리울 수 있다.
기존의 브레이크 설계들에 대한 다른 차이는 마찰 라이닝들의 배치이다. 현재, 이것들은 제동되며 차량 휠과 합동으로 회전하는 부재에 배열된다. 브레이크 패드들로서 또한 불리울 수 있는(또는, 더 정확하게는, 마찰 재료가 없는 브레이크 패드들로서 불리울 수 있는) 변위 가능한 부재들은 임의의 마찰 라이닝이 없을 수 있다. 그것들은 1-조각 또는 다중-조각 부재들일 수 있다. 그 축방향 두께는 일정하거나 또는 가변적일 수 있다.
제동 부재에서 마찰 라이닝의 배치는 마찰 라이닝이, 예컨대 공통 브레이크 패드들에 마찰 라이닝을 배열하는 것과 비교하여, 확대된 표면적을 갖도록 허용한다. 예를 들어, 마찰 라이닝은 유사한 브레이크 성능들을 가진 브레이크 조립체들의 기존의 브레이크 패드들 또는 브레이크 슈들의 비교 가능한 치수를 초과하는 원주 길이를 따라 연장될 수 있다. 이러한 증가된 표면적은 열 발산을 개선할 수 있으며, 그에 따라, 예컨대 그 외 소음 생성의 원인을 제공할 수 있는 브레이크 조립체의 부재들의 열 변형을 제한할 수 있다.
또한, 증가된 표면적은 국소적 마모를 제한하고, 그에 따라 마찰 라이닝의 수명을 증가시킬 수 있다. 유사한 브레이크 성능들을 가진 브레이크 조립체들의 기존의 브레이크 패드들 또는 브레이크 슈들과 비교하여, 마찰 라이닝들 및 그에 따라 브레이크 부재는 그러므로 덜 빈번하게 교체되어야 할 것이다. 게다가, 변위 가능한 브레이크 패드들에서의 공통 마찰 라이닝들과 비교하여, 본 마찰 라이닝들은 예컨대, 5mm 미만 또는 2.5mm 미만(예컨대, 1.5mm 내지 최대 2mm 사이 및 이를 포함한)의 감소된 두께를 가질 수 있다.
제안된 브레이크 조립체는 기존의 단점들을 피하기 위해 최적화될 수 있는 새로운 설계 파라미터들이 이용 가능하다는 점에서 또한 유리하다. 예를 들어, 제동 부재는 기존의 단일 브레이크 디스크들과 상이하게 치수를 가질 수 있으며 특히 적어도 약간 축방향으로 더 넓고 및/또는 더 단단할 수 있다. 이는 제동 동안 진동들 및/또는 소음들을 줄이는 데 유리할 수 있다. 또한, 이는 1000Hz 내지 6000Hz의 주파수 범위와 같은, 브레이크 소음 생성에 중요한 것으로 밝혀진 주파수 범위들에서 고유주파수들을 피하도록 돕는다.
뿐만 아니라, 제안된 설계를 이용하여, 작동기 및 변위 가능한 부재들과 같은, 브레이크 조립체의 구성요소들은 제동 부재 내에(예컨대, 제동 부재로 구성되는 링-형 오목부 내에) 수용되는 것으로 인해 환경으로부터 적어도 부분적으로 차폐될 수 있다. 이는 예컨대, 습도, 먼지 또는 날씨 상태들로부터 보호를 제공하며, 그에 따라 브레이크 조립체의 기대 수명을 개선하도록 도울 수 있다. 뿐만 아니라, 이는 환경으로 브레이크 분진의 배출들을 줄이도록 도울 수 있으며 및/또는 소음 차폐 효과를 제공할 수 있다.
제동 부재는 이하에서 더 상세하게 논의되는 브레이크 디스크 부분들을 가질 수 있다. 이들은, 예컨대 보강 연결 부분을 포함한 제동 부재 및/또는 전체 열 질량 중 더 큰 몫을 책임지는 변위 가능한 부재들로 인해, 기존의 브레이크 디스크들과 비교하여 더 가벼울 수 있다. 감소된 무게 및/또는 일반적으로 더 낮은 열 발산으로 인해(예컨대, 적어도 어느 정도 단열인 마찰 층으로 인해), 브레이크 디스크 부분들(또는 일반적으로 제동 부재)은 감소된 축방향 열 팽창을 가진다. 이는 브레이크가 비활성일 때 바람직하지 않은 드래그 토크(drag torque)의 위험을 감소시킨다.
마찰 라이닝들은 각각 인접한 변위 가능한 부재를 마주보는 (예컨대, 평면 및/또는 평활한 및/또는 슬롯형) 접촉 표면들을 포함할 수 있다. 그것들은 마찰 재료를 포함하거나 또는 마찰 재료로부터 만들어질 수 있다. 마찰 재료는 예를 들어, 마찰 섬유들 또는 마찰 입자들(예컨대, 금속성 입자들) 및 결합재를 포함할 수 있다. 따라서, 마찰 재료는 (단단한) 결합재 재료에 분포된 입자들 및/또는 섬유들을 가진 재료 조성이거나 또는 재료 조성을 포함할 수 있다. 마찰 라이닝들은 마모 및 특히 변위 가능한 부재들보다 강한 마모를 경험할 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 변위 가능한 부재들(예컨대, 적어도 그 접촉 표면들)은 마찰 라이닝으로 구성된 재료와 상이한 재료를 포함한다. 특히, 상기 재료는 마찰 재료가 아닐 수 있다. 일 예에서, 변위 가능한 부재들로 구성되는 상기 재료는 마찰 라이닝들로 구성되는 재료보다 더 단단하고 및/또는 더 내마모성이다. 예를 들어, 변위 가능한 부재들은 열 발산을 촉진하기 위해, 주철과 같은 금속성 재료를 포함할 수 있다.
일 예에서, 마찰 라이닝들은 제동 부재로 구성되는 브레이크 디스크 부분들 및/또는 디스크-형 부재들에 배열된다. 예를 들어, 각각의 브레이크 디스크 부분은 마찰 라이닝들 중 하나를 지원할 수 있다(또는, 다시 말해서, 운반할 수 있다). 따라서, 제동 부재는 서로 축방향으로 이격되는 두 개의 브레이크 디스크 부분들을 포함할 수 있다. 상기 브레이크 부분들 사이의 (축방향) 공간에서, 변위 가능한 부재들이 수용될 수 있다. 이 경우에, 마찰 라이닝들은 서로 마주보는 브레이크 디스크 부분들의 면들에 배열될 수 있다. 제동 부재는 축방향으로 연장된 허브 부분과 같은, 브레이크 디스크 부분들을 연결하는 연결 부분을 포함할 수 있다.
브레이크 디스크 부분들은, 예컨대, 축방향 외부 면으로부터 축방향 안쪽으로 연장되는, 오목부들을 포함할 수 있다.
제동 부재는, 부가적으로 또는 대안적으로, 디스크 부재 또는 실린더 부재를 나타내는 것으로 고려될 수 있으며, 상기 부재는 예컨대, 변위 가능한 부재들이 배치되는 원주 및/또는 링-형 원주 오목부 또는 슬롯을 가진다. 이 경우에, 마찰 라이닝들은 상기 슬롯형 디스크 또는 실린더 부재의 안쪽 또는 내부 표면들에 배열될 수 있다.
작동기는 예컨대, 유압식으로 또는 전기식으로 동작할 수 있다. 작동기는 브레이크 패드들을 각각 반대편 마찰 라이닝을 향해 동시에 변위시키도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 작동기는 유압 챔버를 포함하며 양쪽 변위 가능한 부재들 모두는 상기 유압 챔버에 압력을 생성할 때 변위 가능하다. 예를 들어, 각각의 변위 가능한 부재는 각각 연관된 피스톤에 결합될 수 있으며, 상기 피스톤은 유압 챔버에 유압식으로 결합되며 및/또는 수용된다. 예를 들어, 피스톤들은 유압 챔버의 반대 측면들에 배열되며 및/또는 결합될 수 있다. 피스톤들은 그 안에 브레이크 압력이 쌓일 때 유압 챔버 밖으로 및/또는 유압 챔버의 중심으로부터 멀리 밀릴 수 있다.
작동기는 브레이크 캘리퍼일 수 있고, 브레이크 캘리퍼를 나타낼 수 있거나 또는 브레이크 캘리퍼를 포함할 수 있다. 특히, 브레이크 캘리퍼는 예컨대, 단지 캘리퍼 하우징에 대하여 이동하는 각각의 변위 가능한 부재에 부착되는 피스톤들만을 가진 고정 캘리퍼일 수 있다. 기존의 디스크 브레이크 캘리퍼 설계들과 대조적으로, 본 건에서, 브레이크 캘리퍼는 변위 가능한 부재들을, 예컨대 그 사이에 축방향으로 배치되고 브레이크 활성화 동안 피스톤들을 축방향 바깥쪽으로 미는 것으로 인해, 서로 떨어져 축방향으로 이동시킬 수 있다. 전기 작동기로서 구성될 때, 작동기는 스핀들 메커니즘을 포함할 수 있다. 다시, 전기 작동기는 브레이크 힘들을 생성하기 위해 변위 가능한 부재를 동시에 변위시키도록 구성될 수 있으며 및/또는 그 사이에 축방향으로 배치될 수 있다.
각각의 변위 가능한 부재는 특히, 회전 축을 따라 보여질 때, 각각 인접하거나 또는 반대편의 마찰 라이닝을 마주볼 수 있다. 다른 한편으로, 변위 가능한 부재들(특히 마찰 라이닝들 중 하나를 접촉하기 위한 접촉 표면들)은 서로 멀리 향할 수 있다. 변위 가능한 부재들은 바람직하게는 작동기 및/또는 캘리퍼 및/또는 하우징의 반대 측면들 상에 배열된다. 서로 떨어져 이동될 때, 변위 가능한 부재들 간의 축방향 거리는 증가할 수 있다. 각각의 변위 가능한 부재 및 각각의 반대편 마찰 라이닝 간의 축방향 거리는 0으로 감소될 수 있으며, 따라서 접촉이 수립된다.
축 방향으로 보여질 때, 변위 가능한 부재들은 공간(예컨대, 상기 논의된 원주 슬롯 또는 오목부에 의해 형성된) 내에 수용될 수 있으며, 공간은 마찰 라이닝들에 의해 (축방향으로) 한정된다. 달리 말하면, 변위 가능한 부재들의 적어도 일부는 제동 부재 안쪽에 배열되거나 또는 수용될 수 있다.
브레이크 조립체는 바람직하게는 차량의 개개의 휠을 제동하기 위한 차량 휠 브레이크의 일부를 형성한다. 따라서, 제동 부재는 상기 특정 휠에 연결되는 휠 허브 또는 차축 구성요소에 연결될 수 있다. 일 양상에서, 브레이크 조립체는 차량 차축 브레이크의 일부가 아니며 및/또는 복수의 휠들, 예컨대 좌측 및 우측 휠이 연결되는 차량 차축에 영향을 주지 않는다. 일반적으로, 브레이크 조립체는 선택적으로 제동할 예정인 휠에 배열되며 및/또는 휠에 인접한다.
부가적으로 또는 대안적으로, 브레이크 조립체는 제동될 휠의 림(rim) 내에 배열될 수 있다. 예를 들어, 그 반경 치수는 림의 타이어-운반 부분의 (특히 안쪽) 반경 치수보다 작을 수 있다. 또한, 브레이크 조립체는 림과 적어도 부분적으로 축방향으로 중첩할 수 있다. 일반적으로, 브레이크 조립체는 림에 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 이것은 조밀성을 증가시키며 차량 내에서 브레이크 조립체의 공간 요건들(달리 말하면, 패키징 요건들 또는 설치 공간 요건들)을 감소시킨다.
바람직한 실시예에 따르면, 마찰 라이닝들은 서로 마주본다. 다시 말해서, 그것들은 서로 축방향으로 반대편에 배치될 수 있다.
예를 들어, 마찰 라이닝들은 반대편 측면들의 적어도 일부를 형성할 수 있으며, 측면들은 변위 가능한 부재들이 적어도 부분적으로 수용되는 공간(또는 오목부 또는 슬롯)에 속하고 및/또는 공간을 한정한다.
따라서, 제동 부재는 일반적으로 변위 가능한 부재들을 수용하기 위한 공간을 제공할 수 있다. 이 공간은 예컨대, 상기 주지된 바와 같이 링-형 오목부 또는 원주 슬롯일 수 있다.
공간은 방사상 외부 또는 상부 측면에서 개방될 수 있다. 축 방향으로, 공간은 마찰 라이닝들에 의해 한정될 수 있다. 원주 방향으로, 그것은 연속적이며 및/또는 비-폐쇄형(즉, 링 형)일 수 있다. 방사상 내부 또는 하부 측면(또는 최하부 면)은 예컨대, 마찰 라이닝들이 배열되는 면들을 연결하는, 제동 부재의 연결 부분에 의해 한정된다.
공간은 변위 가능한 부재들의 방사형 연장부보다 큰 방사형 깊이 또는 방사형 연장부를 가질 수 있다. 이러한 식으로, 변위 가능한 부재들은 이 공간 내에 완전히 배열되며 및/또는 이 공간에 들어 앉을 수 있다. 유사하게, 작동기의 적어도 일부(특히 작동기의 가능한 브레이크 캘리퍼)가 공간 내에 수용될 수 있다.
공간의 축 폭은, 브레이크가 비활성일 때 각각의 변위 가능한 부재와 각각의 반대편인 마찰 라이닝 사이에 갭이 제공될 수 있도록 치수를 가질 수 있다. 이는 브레이크가 활성화되지 않을 지라도 변위 가능한 부재들과 접촉 표면들 간에 유지된 접촉에 의해 그 외 야기될 수 있는 드래그 토크를 감소시키도록 돕는다.
바람직한 실시예에 따르면, 브레이크 분진 포집기가 공간 내에, 특히 마찰 라이닝들 사이에서 연장되는 최하부 면에 배열된다. 브레이크 분진 포집기는 예컨대, 링-형 라이닝 또는 링-형 부재로서 형성될 수 있다. 브레이크 분진 포집기는 접착제를 포함할 수 있으며, 따라서 브레이크 분진이 접착제에 부착될 수 있다. 브레이크 분진 포집기는, 다량의 브레이크 분진이 모이면, 유지보수를 하는 동안 교환될 수 있다. 이러한 식으로, 차량을 동작시킬 때 브레이크 분진이 무작위로 및 연속적으로 환경에 배출되지 않고 적절히 처리될 수 있다.
일 양상에서, 변위 가능한 부재들은 서로 떨어져 축방향으로 이동 가능하다. 이는 회전 축에 평행하여 연장되는 축을 따라 이동 가능한 변위 가능한 부재들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 예컨대, 직선 움직임에서 마찰 라이닝들을 향해 밀림으로써, 변위 가능한 부재들의 움직임은 선형적일 수 있다.
그러나, 변위 가능한 부재들을 떨어져 축방향으로 이동시키는 것은 움직임의 유형에 대하여 제한적인 것으로 이해되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 회전식 또는 기울기 움직임 또는 각각의 변위 가능한 부재가 개개의 움직임을 따라 이동하는 것이 구현될 수 있다. 이는 제동할 때 변위 가능한 부재들 간의 축방향 거리가 증가하는 것을 동일하게 야기할 수 있다.
일 예에서, 변위 가능한 부재들은 서로에 대하여 기울어지며 및/또는 움직임 축을 따라 각각 이동 가능하고, 변위 가능한 부재들의 움직임 축들은 서로에 대하여 기울어진다. 예를 들어, 움직임 축들은 V-형태를 함께 정의할 수 있다. 따라서, 변위 가능한 부재들은 회전 축에 대한 거리를 변경하는 동안 축방향으로 서로 떨어져 이동될 수 있다. 예를 들어, 상기 거리는 줄어들거나 또는 증가될 수 있다. 변위 가능한 부재들은 따라서 그에 따라 방사상으로 낮아지거나 또는 올라가는 동안 축방향으로 떠밀릴 수 있다. 접촉 표면들은 예컨대, 변위 가능한 부재들의 접촉 표면들에 평행하여 연장되도록 배향되며 특히 유사하게 기울어질 수 있다. 예를 들어, 접촉 표면들은 안쪽으로 및/또는 그 각각의 반대편 마찰 표면을 향해 기울어질 수 있으며, 이는 굽힘을 제한할 수 있다.
이러한 식으로, 변위 가능한 부재들에 의해 축 방향으로뿐만 아니라, 또한 적어도 부분적으로 회전 축에 비스듬히 접촉력들이 가해질 수 있다. 이는 구조적 관점에서, 예컨대, 응력 분포에 대하여 유리할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 마찰 라이닝들은 제동 부재의 브레이크 디스크 부분들(예컨대, 별개의 브레이크 디스크들의 형태로 제공되는)로 각각 구성된다. 예를 들어, 제1 브레이크 디스크 부분은 제1 마찰 라이닝을 포함할 수 있으며 제2 브레이크 디스크 부분은 제2 마찰 라이닝을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 마찰 라이닝은 서로 마주볼 수 있다.
축방향으로 바깥쪽을 향하는 각각의 브레이크 디스크 부분의 개개의 다른 표면에서, 어떤 브레이크 힘들도 생성되지 않을 수 있다. 즉, 내부에 배열된 변위 가능한 부재들은 개개의 마찰 라이닝에만 작용하는 유일한 변위 가능한 부재들일 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에 따르면, 브레이크 디스크 부분들 중 적어도 하나의 상기 축방향으로 바깥쪽을 향하는 표면에 작용하는 부가적인 변위 가능한 부재들이 또한 제공될 수 있다.
브레이크 디스크 부분들은 알려진 예들에 따라 구성될 수 있다. 그러나, 브레이크 디스크 부분들은 브레이크 조립체 내의 고정화에 대하여 및 예컨대, 브레이크 디스크 부분들 사이에서 축방향으로 연장되는 제동 부재의 연결 부분에 대하여 기존의 설계들에서 벗어날 수 있다. 예를 들어, 연결 부분은 브레이크 디스크 부분들을 운반하고 및/또는 브레이크 디스크 부분들을 서로 연결한다. 일반적으로, 제동 부재는 다중-부분 부재일 수 있지만 또한 1-조각 부재일 수 있다. 제동 부재(또는 적어도 제동 디스크 부분들 및/또는 연결 부분)는 회전 축에 대하여 회전 대칭일 수 있다.
일반적으로 브레이크 디스크 부분들이 서로 평행하여 연장된다는 것이 제공될 수 있다. 특히, 브레이크 디스크 부분들은 제동 부재의 회전 축에 직교하여 각각 연장될 수 있다.
일 예에서 브레이크 디스크 부분들 중 적어도 하나는 보강 구조를 포함한다. 예컨대, 바람직하게는 재료의 대형 섹션일 수 있는 보강 구조가 접촉 표면을 포함한 측면의 반대편에 있는 브레이크 디스크 부분의 측면 상에 배치될 수 있다. 이 측면은 변위 가능한 부재들로부터 멀리 향할 수 있다. 이 측면은 축방향으로 외부 측면일 수 있다. 보강 구조는 예컨대, 리브(rib), 기둥(pillar) 또는 망(web)일 수 있다. 보강 구조는 브레이크 디스크 부분들을 제동 부재의 또 다른 섹션에, 예컨대 연결 부분에 연결할 수 있다. 일반적으로, 보강 구조는 제동 동안 대대적인 굽힘 또는 처짐에 대해 브레이크 디스크 부분들을 지지할 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 각각의 브레이크 디스크 부분의 방사상 내부 베이스 부분은 그것의 방사상 외부 부분보다 더 견고할 수 있다. 이는 상기 베이스에서 증가된 굽힘 응력들을 보상하도록 도울 수 있다. 증가된 강성, 예컨대, 상기 베이스에서 더 견고한 재료, 상기 베이스에서 증가된 재료 볼륨 및/또는 상기 베이스에서 증가된 축 폭이 달성될 수 있다. 일 예에서, 각각의 브레이크 디스크 부분의 축 폭은 방사 바깥쪽 방향으로, 예컨대 단계별로 또는 연속적으로 증가한다.
변위 가능한 부재들은 서로에 대하여 이동 가능할 수 있으며, 바람직하게는 양쪽 변위 가능한 부재들 모두는 제동 동안 활발히 이동된다. 일 예에 따르면, 변위 가능한 부재들의 각각은 제동 유닛의 하우징에 대하여 변위 가능하다. 제동 유닛의 하우징은 브레이크 캘리퍼일 수 있거나 또는 브레이크 캘리퍼로 구성될 수 있다. 제동 유닛의 하우징은 변위 가능한 부재들을 이동시키기 위한 힘들을 생성하도록 구성되는, 즉 제동 유닛의 작동기를 형성하거나 또는 작동기로 구성되는 유압 챔버 및/또는 전기 모터를 포함할 수 있다. 제동 유닛 하우징은 변위 가능한 부재들과 동일한 제동 부재의 공간(예컨대, 슬롯 또는 오목부)에 수용될 수 있다. 제동 유닛 하우징은 제동 동안에도, 위치가 고정될 수 있다. 그러나, 특히 이하에서 논의되는 바와 같이 축방향으로 외부 접촉 표면들에 작용하는 추가의 변위 가능한 부재들을 또한 포함할 때, 제동 유닛 하우징은 예를 들어, 수영 안장 기능을 제공하기 위해, (내부) 변위 가능한 부재들로부터 떨어진 다른 이동 가능한 부분들을 포함하거나 또는 다른 이동 가능한 부분들에 연결될 수 있다.
따라서, 바람직한 예에 따르면, 작동기는 전기 모터 또는 유압 챔버를 포함한다. 전기 모터 및 유압 챔버의 각각에 의해, 변위 가능한 부재들 양쪽 모두를 이동시키기 위한 힘이 생성될 수 있다. 전기 모터 또는 유압 챔버는 양쪽 변위 가능한 부재들 또는 개개의 더 많은 수의 변위 가능한 부재들이 제공되는 경우에 임의의 변위 가능한 부재들을 이동시키기 위해 개개의 힘을 생성하기 위한 단일의 원천일 수 있다.
전기 모터 또는 유압 챔버는 변위 가능한 부재들 사이에 및/또는 변위 가능한 부재들을 수용하는 제동 부재의 공간 내에 적어도 부분적으로 (축방향으로) 배열될 수 있다. 따라서, 추가 실시예에서, 작동기 또는 유압 챔버의 적어도 일부가 상기 공간에 수용된다.
추가 실시예에 따르면, 다른 (예컨대, 내부) 접촉 표면들 중 적어도 하나로부터 멀리 향하는 추가 (예컨대, 외부) 접촉 표면과 접촉하게 될 수 있는 적어도 하나의 추가 변위 가능한 부재가 제공된다. 이러한 추가 접촉 표면은 제동 부재의 축방향 외부 표면일 수 있다. 추가 접촉 표면은 떨어져 이동되는 내부 변위 가능한 부재들을 수용하는 공간을 한정하지 않을 수 있다. 추가 접촉 표면은 다른 면이 상기 내부 공간을 한정하는(및 예컨대, 그곳에 배열된 마찰 라이닝을 가진) 브레이크 디스크 부분의 후방 측면 또는 외부 측면 상에 제공될 수 있다.
일 예에서, 제동 부재는 두 개의 내부 마찰 라이닝들 및 두 개의 외부 마찰 라이닝들을 가진다. 내부 마찰 라이닝들은 변위 가능한 부재들을 수용하기 위한 공간을 한정하는 상기 논의된 마찰 라이닝들일 수 있다. 외부 마찰 라이닝들은 상기 논의된 추가 마찰 라이닝들과 유사하게 구성될 수 있다. 외부 마찰 라이닝들은 바깥쪽으로 향할 수 있다. 변위 가능한 부재들이 마찰 라이닝들의 각각을 접촉하기 위해 제공될 수 있으며, 따라서 전반적으로 적어도 4개의 변위 가능한 부재들이 있을 수 있다. 외부 마찰 라이닝들을 접촉하는 변위 가능한 부재들은 축방향으로 이동 가능할 수 있으며 특히 축방향으로 안쪽으로 이동할 수 있다. 변위 가능한 부재들은 외부 변위 가능한 부재들을 나타낼 수 있는 반면, 내부 마찰 라이닝들을 접촉하기 위해 떨어져 이동되는 변위 가능한 부재들은 내부 변위 가능한 부재들로 불리울 수 있다.
바람직하게는, 적어도 4개의 변위 가능한 부재들의 각각은 동일한 작동기에 의해 이동 가능하다. 예를 들어, 그것들은 공통 전기 모터 또는 공통 유압 챔버에 각각 연결될 수 있다. 일 예에서, 변위 가능한 부재들의 각각에 연결된 피스톤들에 결합되는 유압 챔버를 포함하는 캘리퍼가 제공된다. 캘리퍼 또는 제동 유닛의 일반적인 하우징은 내부 변위 가능한 부재들을 수용하는 공간으로 연장될 수 있다. 그것은 외부 마찰 라이닝들 중 하나의 반대편에 있으며 및/또는 외부 마찰 라이닝들 중 하나를 마주보는 적어도 하나의 부분을 갖도록 또한 연장될 수 있다. 바람직하게는, 전반적으로 양쪽 외부 마찰 라이닝들 모두를 향하는 두 개의 이러한 부분들이 있다.
4개의 변위 가능한 부재들을 가진 실시예들 중 임의의 실시예에서, 두 쌍들의 변위 가능한 부재들이 형성될 수 있으며, 각각의 쌍은 그 사이에 브레이크 디스크 부분들 중 하나를 클램핑한다. 그러나, 여전히, 이는 내부 접촉 표면들에 접촉하는 제동 패드들이 서로 떨어져 축방향으로 이동한다는 것을 포함한다.
추가 예에 따르면, 변위 가능한 부재들 및 마찰 라이닝들의 각각은 변위 가능한 부재들 및 마찰 라이닝들의 개개의 다른 것에 접촉하기 위한 접촉 표면을 가지며, 변위 가능한 부재들 및 마찰 라이닝들 중 적어도 하나는 그 접촉 표면에 적어도 하나의 오목부를 가진다. 오목부는 예컨대, 국소 덴트(dent), 노치 또는 슬롯을 정의할 수 있다. 이하에서 논의되는 바와 같이, 이는 소음 감소를 개선할 수 있다.
일 실시예에서, 변위 가능한 부재들 중 적어도 하나는 인접한 마찰 라이닝 각각으로부터 멀리 향하는 부분에(예컨대, 후방 측면에) 적어도 하나의 공동을 포함하며 및/또는 적어도 하나의 오목부를 포함한다. 이는 변위 가능한 부재들의 무게를 줄일 수 있으며 및/또는 열 발산을 촉진시키는 변위 가능한 부재들의 표면적을 증가시킬 수 있다.
선택적으로, 제동 부재는 마찰 라이닝들 중 하나가 배열되는 적어도 하나의 하층을 포함한다. 하층은 제동 부재 및 마찰 라이닝 중 임의의 것의 재료와 상이한 재료를 포함할 수 있다. 하층은 일반적으로 제동 부재 및 마찰 라이닝 중 임의의 것과 비교하여 더 부드럽고 및/또는 덜 단단하며 및/또는 더 높은 탄성 변형을 가질 수 있다. 하층은 2mm 미만, 예컨대 0.3mm 내지 최대 1mm 사이 및 이를 포함한 두께를 가질 수 있다. 하층은 진동 흡수체로서 동작할 수 있으며, 그에 의해 생성된 브레이크 소음들의 레벨을 감소시키도록 돕는다.
마찰 라이닝들 중 적어도 하나는 (예컨대, 연속형 또는 폐쇄형) 링 형태를 갖거나 또는 예컨대, 서로 원주 거리들에 위치된, 다수의 링 세그먼트들을 포함한다는 것이 제공될 수 있다. 링 또는 링 세그먼트들은 회전 축에 대해 연장될 수 있다. 링 또는 링 세그먼트들은 마찰 라이닝에 의해 및 예컨대, 인접한 변위 가능한 부재를 각각 향하는 면에 의해 형성된 편평한 면들을 가질 수 있다. 링 세그먼트들의 링 형태 또는 링 형 배열은 유리하게는 마찰 라이닝의 접촉 표면을 확대시킨다.
일 실시예에서, 마찰 라이닝 및 변위 가능한 부재들 간의 접촉이 예컨대, 제동 부재의 허브 부분에 대해 방사 거리에 배치되는 제동 부재의 방사상 외부 부분에(특히, 방사상 외부 부분에만) 형성된다. 예를 들어, 제동 부재 및 특히 방사상 외부 부분의 방사상 안쪽에 있으며 어떤 개개의 접촉도 형성되지 않는 선택적 브레이크 디스크 부분들의 적어도 하나의 부분이 있을 수 있다. 마찰 라이닝들은 단지 상기 방사상 외부 부분에만 제공될 수 있다. 회전 축에 대해 개개의 방사상 증가된 거리에 제동력들을 생성하는 것은 유리하게는 소위 유효 제동 반경을 증가시킬 수 있다. 상기 유효 제동 반경은 레버 암으로 동작하며, 그에 따라 생성된 브레이크 효과를 증가시킨다.
본 발명은 또한 브레이크 조립체를 동작시키는 방법과 관련되며, 브레이크 조립체는:
- 회전 축에 대하여 합동 회전을 위해 차량 휠에 결합 가능하거나 또는 결합되는 제동 부재로서, 서로로부터 축방향 거리에 배열되는 마찰 라이닝들을 갖는, 상기 제동 부재; 및
- 적어도 두 개의 변위 가능한 부재들을 포함하는 제동 유닛으로서, 상기 변위 가능한 부재들은 접촉 표면들 사이에 배치되는, 상기 제동 유닛을 포함하며,
상기 방법은 변위 가능한 부재들을 서로 떨어져 축방향으로 이동시키고, 그에 의해 각각의 변위 가능한 부재를 제동 부재의 마찰 라이닝들 중 하나와 접촉하게 하는 것을 포함한다.
방법은 브레이크 조립체와 관련하여 본원에서 개시된 임의의 동작들 및 효과들을 제공하기 위한 임의의 추가 단계들 또는 방안들을 포함할 수 있다. 가능한 변형 예들과 같은, 브레이크 조립체의 특징들과 관련한 임의의 개시가 방법의 유사한 특징들에 동일하게 적용한다.
본 발명의 실시예들은 첨부된 개략적인 도면들에 대하여 이하에서 설명된다. 유사한 특징들은 도면들 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호들로 표시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 제동 부재의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 제동 부재의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 제동 부재의 부분의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 제동 부재의 부분의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제5 및 제6 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 제동 부재의 단면도들이며, 제동 부재는 분진 포집기를 가진다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 제동 부재의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 제동 부재의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 제동 부재의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제11 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 단면도이다.
도 12 및 도 13는 본 발명의 제12 및 제13 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 제동 부재의 부분의 단면도들이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제14 및 제15 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 변위 가능한 부재의 부분의 단면도들이다.
도 16 내지 도 19은 본 발명의 제16 내지 제20 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 변위 가능한 부재의 부분의 단면도들이다.
도 20은 본 발명의 제21 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 단면도이다.
도 21는 본 발명의 제22 실시예에 따른 브레이크 디스크 조립체의 단면도이다.
도 1에서, 본 발명의 실시예에 따른 제동 부재(14)의 단면도가 도시된다. 제동 부재(14)는 예시되지 않은 차량 휠을 제동하기 위한 브레이크 조립체(10)(예컨대, 도 10 및 도 11을 참조하자)의 일부이며, 차량 휠의 위치는 참조 부호 1로 표시된다. 따라서, 차량 휠은 제동 부재(14) 및 브레이크 조립체(10)의 옆에 축방향으로 배치된다. 차량 휠은 회전 축(R)에 대하여 회전한다. 도 1의 단면 평면(이하에서 논의되는 추가 도면들의 단면 평면들과 같이)은 수직으로 연장되며 회전 축(R)을 포함한다.
제동 부재(14)는 회전 축(R)에 대하여 차량 휠과 합동으로 회전한다. 제동 부재(14)와 차량 휠 간의 연결은 알려진 디스크 브레이크들의 구성들에 따라, 예컨대, 휠 허브에 및/또는 공통 차축 구성요소에 양쪽 모두를 연결함으로써, 형성될 수 있다.
제동 부재(14)는 두 개의 브레이크 디스크 부분들(20)을 가진다. 도시된 예에서, 이들은 별개의 브레이크 디스크 부재들에 의해 제공되고 구성된다. 브레이크 디스크 부재들은 축방향으로 연장된 연결 부분(22)에 고정된다. 단지 예로서, 연결 부분(22)은 중공이고 C-형 단면을 갖고 축방향으로 가늘고 길다. 연결 부분(22)은 또한 허브 부분으로 불리울 수 있다. 연결 부분은 차축 구성요소를 수용하며 차축 구성요소에서 장착될 수 있다.
브레이크 디스크 부분들(20)은 회전 축(R)에 직교하여 및 동심으로 각각 연장된다. 그것들은 원형 형태를 가지며 일반적으로 예컨대, 재료 및 구조에 대하여, 알려진 브레이크 디스크들과 유사하게 구성될 수 있다. 브레이크 디스크 부분들(20)은 공동들(21)을 각각 포함할 수 있으며, 공동들의 각각은 자신의 참조 부호들로 표시되지 않는다. 공동들(21)은 국소적으로, 예컨대 소형의 중공 부분들로서 연장될 수 있거나, 또는 링들로서 원주 방향으로 연장될 수 있다. 그것들은 무게 절감들에 기여할 수 있다. 대안적으로, 공동들(21)은 주변에 유체와 관련하여 연결되는 배기 채널들을 정의할 수 있다.
각각의 브레이크 디스크 부분(20)은 축방향 외부 면(24) 및 축방향 내부 면(26)을 가진다. 브레이크 디스크 부분들(20)의 내부 면들(26)은 안쪽으로 향하며 서로 마주본다. 외부 면들(24)은 바깥쪽으로 및 각각의 브레이크 디스크 부분(20)의 개개의 내부 면(26)으로부터 멀리 향한다.
각각의 내부 면(26)에, 마찰 라이닝(27)이 배열된다. 마찰 라이닝들(27)은 편평한 링-형을 가지며 회전 축(R)에 대하여 동심으로 연장되는 원형 디스크들로서 각각 형성된다. 마찰 라이닝들(27)은 따라서 서로 마주보는(즉, 축방향으로 안쪽으로 향하는) 평면 접촉 표면들(29)을 가진 연속적이고 폐쇄된 링들을 형성한다. 화살표들로 표시되는 바와 같이, 접촉 표면들(29)은 예컨대, 이하에서 도 10 및 도 11에 대하여 논의되는 제동 유닛(16)의 변위 가능한 부재(18)에 의해 각각 접촉될 것이다. 접촉 표면들(27) 간의 축방향 거리(x) 및 그에 따라 브레이크 디스크 부분들(20)에 의해 한정되는 공간(28)의 축 폭(x)이 도 1에서 표시된다.
도 1의 예에서, 외부 면들(24)은 제동력들을 생성하기 위해 사용되지 않으며, 즉 임의의 마찰 라이닝(27)을 포함하지 않는다. 외부 접촉 면들(24)이 브레이크 힘들을 생성하기 위해 또한 사용되는 실시예가 이하에서 도 21에 대하여 설명된다.
내부 면들(26)(및 내부 면들에 부착된 마찰 라이닝들(27)은 그 사이에 있는 공간(28)을 한정한다. 상기 공간(28)은 제동 부재(14) 내에 원주 방향으로 연장되는 슬롯 또는 링을 형성한다. 그 축방향 측 면들이 마찰 라이닝들(27)에 의해 형성된다. 공간(28)의 최하부 면(30)은 연결 부분(22)에 의해 제공된다.
다음으로, 제동 부재들(14)의 몇몇 추가 실시예들이 논의된다. 도 2의 실시예는 단지 연결 부분(22)에 대하여서만 도 1의 실시예와 대체로 상이하다. 연결 부분은 대체로 일정한 단면을 가지며 예컨대, 예시되지 않은 차축 구성요소를 수용하도록 구성되는 실린더 튜브-형 부재로서 형성된다.
도 3에서, 제동 부재(14)는 특히 연결 부분(22)에 대하여 도 2와 비교 가능하다. 예시적인 이유들로, 단지 브레이크 디스크 부분들(20)의 방사형 상부 절반들만이 도시된다. 이 실시예에서, 가늘고 긴 오목부들(23)(그 각각은 자신의 참조 부호로 표시되지 않는다)은 축방향으로 안쪽으로 외부 면들(24)로부터 연장된다. 이들 오목부들(23)은 무게를 줄이며 또한 제동할 때 제동 부재(14)가 노출되는 열을 발산하기 위한 표면적을 증가시키도록 돕는다.
도 3에서, 제동 부재(14)는 특히 연결 부분(22)에 대하여 도 1과 비교 가능하다. 다시, 제동 부재(14)는 도 3의 실시예에서와 유사하게 배치되며 동일한 효과들을 제공하는 가늘고 긴 오목부들(23)(그 각각은 자신의 참조 부호로 표시되지 않는다)을 제공받는다.
도 5 및 도 6(단지 브레이크 디스크 부분들(20)의 방사형 상부 절반만을 도시하는)은 도 1 및 도 2의 실시예들의 선택적 전개들을 묘사한다. 양쪽 경우들에서, 브레이크 분진 포집기(32)는 적어도 공간(28)의 최하부 면(30)의 섹션에 배열되며 및/또는 섹션을 형성한다. 브레이크 분진 포집기(32)는 연결 부분(22)의 외부 원주 표면에 배열되는 링-형 부재 또는 층이다. 그것은 브레이크 분진이 환경으로 배출되는 대신에 붙는 접착제를 포함한다.
도 7 및 도 8은 브레이크 디스크 부분들(20)이 증가된 방사상 내부 강성을 가진 제동 부재들(14)을 도시한다. 구체적으로, 연결 부분(22)에 인접하는(예컨대, 연결 부분(22)과 병합되거나 또는 연결 부분(22)에 부착되는) 방사상 내부 베이스 부분들(31)은 증가된 축 폭으로 표시된다. 방사상 외부 방향으로, 이러한 축 폭은 감소한다. 묘사된 예에서, 축 폭은 연속하여 감소하며 각각의 브레이크 디스크 부분(20)의 방사상 상부 및 하부 절반들은 그에 따라 삼각형 단면 형태를 가진다. 이러한 식으로, 증가된 굽힘 응력들을 경험하는 베이스 부분들(31)은 충분히 단단하지만, 기계적으로 덜 응력을 받는 브레이크 디스크 부분들(20)의 방사상 외부 섹션들은 더 가볍다.
도 8은 각각의 마찰 라이닝(27) 및 브레이크 디스크 부분들(20)의 내부 면 사이에 선택적으로 위치되는 진동-약화 하층(41)을 부가적으로 도시한다.
도 9는 도 7의 변위 가능한 부재(14)의 다른 선택적인 특징으로서 도 5 및 도 6의 실시예들과 유사한 브레이크 분진 포집기(32)를 도시한다.
도 10 및 도 11은 도 7의 실시예에 따른 제동 부재들(14)을 포함하는 완전한 브레이크 조립체들(10)을 도시한다. 브레이크 조립체들(10)은 제동 유닛(16)을 또한 포함한다. 제동 유닛(16)은 적어도 부분적으로 공간(28)으로 연장된다. 특히, 제동 유닛은 바람직하게는 공간(28) 내에 완전히 수용되는 변위 가능한 부재들(18) 및 변위 가능한 부재들(18)을 변위시키기 위한 작동기(12)를 포함한다.
변위 가능한 부재들(18)은 내부 마찰 라이닝들(27) 및/또는 브레이크 디스크 부분들(20)과 대체로 평행하여 연장된다. 인접한 마찰 라이닝(27)을 각각 마주보는 면에서, 변위 가능한 부재들(18)은 마찰 라이닝(27)의 재료와 상이하며 예컨대, 더 단단한 재료를 각각 포함한다. 예를 들어, 상기 재료는 주철과 같은, 금속성 재료일 수 있다. 이는 변위 가능한 부재들(18)의 열 발산 가능성을 증가시킨다. 더 정확하게는, 도 10에서 좌측 변위 가능한 부재(18)의 접촉 표면(29)은 좌측 마찰 라이닝(27)에 바로 인접하며 반대편에 있는 한편, 도 10에서 우측 변위 가능한 부재(18)의 접촉 표면(29)은 마찰 라이닝(27)에 바로 인접하며 반대편에 있다.
변위 가능한 부재들(18)은 제동 유닛(16)의 하우징(34)의 반대 측면들에 배열된다. 하우징(34)은 브레이크 캘리퍼를 형성하거나 또는 브레이크 클리퍼에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 변위 가능한 부재들(18)은 그 접촉 표면들(29)이 서로로부터 멀리 향하며 인접한 마찰 라이닝(27)을 각각 마주보도록 배열된다. 또한, 변위 가능한 부재들(18)은 회전 축(R)을 따라 보여질 때 서로 축방향으로 이격된다.
도 10은 브레이크 조립체(10)의 활성화 상태를 도시한다. 그러므로, 비활성 상태와 대조적으로, 변위 가능한 부재들(18)의 접촉 표면들(29)과 각각의 마찰 라이닝(27) 사이에 어떤 축방향 갭도 존재하지 않으며, 따라서 이들은 마찰력들을 생성하기 위해 서로 접촉한다. 비활성 상태로부터 활성화될 때, 변위 가능한 부재들(18)은 도 1에서 화살표들로 표시된 바와 같이 서로 떨어져 축방향으로 이동한다. 변위 가능한 부재들(18) 간의 축방향 거리가 그에 따라 증가되며 각각의 접촉 표면(29)은 반대편의 마찰 라이닝(27)과 각각 접촉하게 된다. 이는 접촉 표면들(29) 및 제동 부재(14)의 회전을 제동하는 마찰 라이닝들(27) 사이에 마찰력들을 생성한다. 비활성화될 때, 변위 가능한 부재들(18)은 변위 가능한 부재들(18) 간의 축방향 거리를 감소시키면서 인접한 마찰 라이닝(27) 각각으로부터 들어올려진다.
도 10에서, 제동 유닛(16) 및 구체적으로 그 하우징(34)은 유압 챔버(36)를 포함한다. 유압 챔버(36)는 작동기(12)의 부분이거나 또는 작동기(12)와 비슷하다. 일반적으로 알려진 구성에 따라 및 화살표로 표시된 바와 같이, 유압은 변위 가능한 부재들(18)을 이동시키기 위해 상기 유압 챔버(36)에 구축되며, 그에 따라 브레이크를 활성화시킬 수 있다. 더 상세하게는, 각각의 변위 가능한 부재(18)는 하우징(34)에 미끄러져 수용되고 유압 챔버(36)에 이르는 피스톤(38)에 연결된다. 유압 챔버(36) 안의 압력을 증가시킴으로써, 피스톤들(38)은 서로 떨어져 축방향으로 이동되며 바깥쪽으로 밀린다. 유압 챔버(36)에서 압력을 방출할 때, 피스톤들(38) 및 그에 따라 변위 가능한 부재들(18)이 축방향으로 쑥 들어가며, 따라서 접촉 표면들(29)은 각각 반대편의 마찰 라이닝(26)으로부터 들어올려지고 멀어진다. 이러한 수축 움직임은 피스톤들(38)에 따라 동작하는 알려진 탄성 씰들에 의해 지원될 수 있다.
피스톤들(38)뿐만 아니라 유압 챔버(36)의 적어도 일부뿐만 아니라 하우징(34)의 일부가 공간(28) 내에 수용된다는 것이 주목받아야 한다. 뿐만 아니라, 이들 부재들 중 임의의 부재뿐만 아니라 변위 가능한 부재들(18)(및 일반적으로 전체로서 제동 유닛(16))은 변위 가능한 부재들(18)과 마찰 라이닝들(27) 간에 충분히 큰 영역 접촉이 형성될 수 있도록 원주 방향으로 및/또는 이미지 평면에 직교하여 정의된 연장부를 가질 수 있다. 바람직하게는, 원주방향 연장부는 조밀성을 증가시키고 무게를 줄이기 위해 180°미만 또는 135°미만으로 제한된다.
도 11은 도 10과 유사하지만, 상이한 작동기(12)를 가진 실시예를 도시한다. 이러한 작동기(12)는 전기 모터(51)를 포함한다. 마찰 라이닝들(27)로부터 멀리 및 마찰 라이닝들(27)로 변위 가능한 부재들(18)을 축방향으로 이동시키기 위해, 전기 모터(51)는 선택적인 기어 스테이지 또는 스핀들 메커니즘(52)에 의해 각각의 변위 가능한 부재(18)에 연결된다.
도 12 및 도 13는 추가 실시예에 따라 제동 부재(14)로 구성된 브레이크 디스크 부분(20)의 하나의 상부 절반을 각각 도시한다. 이들 예들에서, 마찰 라이닝(27)의 접촉 표면들(29)은 다수의 오목부들(53)을 포함한다. 이들은 원주 방향으로 연장되는 링들 또는 링 세그먼트들로서 형성될 수 있다. 도 12 및 도 13은 상기 오목부들(53)의 수, 치수 및 배치에 대하여 상이하지만, 양쪽 모두는 비-제한적인 예들이다.
도 14 및 도 15는 인접한 브레이크 라이닝(27)을 접촉한 상태에서 변위 가능한 부재(18)를 도시한다. 변위 가능한 부재들(18)은 그 접촉 표면들(29)에 오목부들(53)을 가지며, 도 14 및 도 15는 상이한 오목부들과 상기 오목부들(53)의 비-제한적인 수들, 치수들 및 위치들을 도시한다.
도 12와 도 13 및 도 14와 도 15의 실시예들은 조합될 수 있으며, 즉 브레이크 라이닝들(27) 및 변위 가능한 부재들(18) 양쪽 모두는 그 각각의 접촉 표면들(29)에 오목부들(53)을 가질 수 있다. 브레이크 라이닝들(27) 및 변위 가능한 부재들(29) 중 임의의 것에서 오목부들(53)은 접촉력들 및/또는 그로부터 발생한 진동들을 제한하도록 도우며, 그에 따라 브레이크 소음들을 감소시킬 수 있다. 또한, 오목부들은 브레이크 분진을 접촉 면적으로부터 멀리 및 예컨대, 선택적인 브레이크 분진 포집기(32)를 향해 방사상 안쪽으로 유도하도록 도울 수 있다.
도 16 내지 도 19은 오목부들(55)을 가진 변위 가능한 부재들(18)의 예시적인 구성들을 도시한다. 오목부들(55)은 변위 가능한 부재들(18)의 접촉 표면(29)의 바깥쪽에 배치되며, 상기 접촉 표면(29)은 인접한 마찰 라이닝(27)을 마주본다.
도 16 및 도 17에서, 오목부들(55)은 접촉 표면(29)의 반대편에 있는 후방 면(56)에 배치된다. 도 16에서의 오목부들(55)은 동일한 치수들을 갖는 한편, 이들 치수들은 도 17에서 달라진다. 도 18에서, 오목부들(55)은 (부가적으로 또는 대안적으로) 묘사된 변위 가능한 부재들(18)의 원주 면들(58)에, 예컨대 방사상 상부 또는 하부 면에 배치된다. 오목부들(55)은 무게를 줄이고 열 발산을 증가시키도록 돕는다.
도 20은 도 10과 유사한 브레이크 조립체를 도시한다. 이 경우에, 마찰 라이닝들(27)과 변위 가능한 부재들(18) 간의 접촉은 단지 연결 부분(22)(및/또는 베이스 부분(31))의 방사 거리에 생성되거나 또는, 다시 말해서, 연결 부분(22)(및/또는 베이스 부분(31))으로부터 반경 오프셋된다. 달리 말하면, 접촉은 브레이크 디스크 부분들(20)의 방사상 외부 부분 또는 팁 부분에만 생성된다. 이는 유효 제동 반경을 증가시킨다. 도 20에서, 이는 상기 방사상 외부 부분에 마찰 라이닝들(27) 및 브레이크 유닛(16)을 배치함으로써 달성된다. 묘사된 바와 같이, 마찰 라이닝들(27)은 그에 따라 브레이크 디스크 부분들(20)의 완전한 내부 면들(26)을 따라 연장되지 않을 수 있으며, 단지 방사상 외부 부분에만 제공될 수 있다. 이는 비용 및 무게를 줄인다.
도 21는 다른 실시예에 따른 브레이크 조립체(10)를 도시한다. 이 경우에, 브레이크 디스크 부분들(20)의 외부 접촉 면들(24)은 부가적인 브레이크 힘들을 생성하기 위해 변위 가능한 부재(18)에 의해 또한 각각 접촉된다.
따라서, 제동 유닛(16)은 또한 외부 면들(24) 중 하나에 각각 인접하는 두 개의 외부 변위 가능한 부재들(18)을 포함한다. 상기 외부 면들(24)에서, 마찰 라이닝(27)은 내부 면들(26)과 유사하게 배열된다. 도시된 예에서, 이들 변위 가능한 부재들(18)은 제동 부재(14)의 원주 공간(28)에 배열되는 내부 변위 가능한 부재들(18)과 유사하게 구성된다.
브레이크 유닛(16)의 하우징(34)은 외부 면들(24)을 마주보는 축방향 외부 부분들(35)을 가진다. 축방향 외부 부분들(35)은 외부 면들(24)과 비교하여 축방향으로 더 바깥쪽으로 배치된다. 각각의 축방향 외부 부분(35)은, 개개의 축방향 외부 부분(35)에 배열된 변위 가능한 부재(18)가 상기, 예컨대 도 10 및 도 11에 대하여 설명된 것과 유사한 방식으로 변위될 수 있도록 피스톤(38)을 수용한다. 그렇게 하기 위해, 유압 챔버(36)가 축방향 외부 부분들(35)로 또한 연장된다. 내부 변위 가능한 부재들(18)은 일반적으로 상기 논의된 실시예들과 유사하게 구성되고 변위된다.
브레이크 힘들을 생성하기 위해, 유압 챔버(36) 내에 유압이 구축되며, 그때 4개의 변위 가능한 부재들(18) 모두가 각각 반대편의 마찰 라이닝(27)을 향해 동시에 변위된다. 따라서, 상기 유압 챔버(36)를 포함하는 하나의 단일 작동기(12)가 제동 기능을 활성화하는데 충분하다.
1 차량 휠의 위치
10 브레이크 조립체
12 작동기
14 제동 부재
16 제동 유닛
18 변위 가능한 부재
20 브레이크 디스크 부분
21 공동
22 연결 부분
23 오목부
24 외부 면
26 내부 면
27 브레이크 라이닝
28 공간
29 접촉 표면
30 최하부 면
31 베이스 부분
32 브레이크 분진 포집기
34 하우징
36 유압 챔버
38 피스톤
41 하층
51 전기 모터
52 스핀들 메커니즘
53 오목부
55 오목부
56 후방 면
58 원주 면
R 회전 축
X 축 폭

Claims (17)

  1. 차량 휠을 위한 브레이크 조립체로서,
    상기 브레이크 조립체는:
    - 회전 축에 대하여 합동 회전을 위해 상기 차량 휠에 결합 가능하거나 또는 결합되는 제동 부재로서, 서로 축방향 거리에 배열되는 마찰 라이닝들을 가진, 상기 제동 부재; 및
    - 작동기 및 적어도 두 개의 변위 가능한 부재들을 포함하는 제동 유닛으로서, 상기 변위 가능한 부재들이 상기 마찰 라이닝들 사이에 배치되는, 상기 제동 유닛을 포함하며,
    상기 작동기는 상기 변위 가능한 부재들을 서로 떨어져 축방향으로 이동시키도록 구성되며, 그에 의해 각각의 변위 가능한 부재를 상기 제동 부재의 마찰 라이닝들 중 하나와 접촉하게 하는, 브레이크 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 라이닝들은 서로 마주보는, 브레이크 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 라이닝들은 상기 변위 가능한 부재들이 적어도 부분적으로 수용되는 공간의 반대편 측 면들의 적어도 일부를 형성하는, 브레이크 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    브레이크 분진 포집기는 상기 마찰 라이닝들 사이에서 연장되는 최하부 면에 배열되는, 브레이크 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변위 가능한 부재들은 상기 회전 축에 평행하여 연장되는 축을 따라 서로 떨어져 이동 가능한, 브레이크 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 변위 가능한 부재들은 상기 마찰 라이닝들로 구성된 재료보다 더 단단하거나 또는 내마모성이 높은 재료를 각각 포함하는, 브레이크 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 라이닝들은 상기 제동 부재의 브레이크 디스크 부분들로 각각 구성되는, 브레이크 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크 부분들은 서로 평행하여 연장되며, 특히 상기 브레이크 디스크 부분들은 상기 제동 부재의 회전 축에 대하여 직교하여 각각 연장되는, 브레이크 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 변위 가능한 부재들의 각각은 상기 제동 유닛의 하우징에 대하여 및 서로에 대하여 변위 가능한, 브레이크 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 작동기는 전기 모터 및 유압 챔버 중 하나를 포함하며, 각각은 상기 변위 가능한 부재들 양쪽 모두를 이동시키기 위한 힘을 생성하도록 구성되는, 브레이크 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전기 모터 또는 유압 챔버의 적어도 일부는 상기 공간에서 수용되는, 브레이크 조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 변위 가능한 부재들 및 상기 마찰 라이닝들의 각각은 상기 변위 가능한 부재들 및 상기 마찰 라이닝들의 개개의 다른 것을 접촉하기 위한 접촉 표면을 가지며, 상기 변위 가능한 부재들 및 상기 마찰 라이닝들 중 적어도 하나는 그 접촉 표면에 적어도 하나의 오목부를 갖는, 브레이크 조립체.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 변위 가능한 부재들 중 적어도 하나는 각각 인접한 마찰 라이닝으로부터 멀리 향하는 부분에 적어도 하나의 공동을 포함하거나 또는 적어도 하나의 오목부를 포함하는, 브레이크 조립체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제동 부재는 상기 마찰 라이닝들 중 하나가 배열되는 적어도 하나의 하층을 포함하는, 브레이크 조립체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 라이닝들 중 적어도 하나는 링 형태를 갖거나 또는 다수의 링 세그먼트들을 포함하는, 브레이크 조립체.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 라이닝과 변위 가능한 부재들 간의 접촉은 단지 상기 제동 부재의 방사상 외부 부분에만 형성되는, 브레이크 조립체.
  17. 차량 휠을 위한 브레이크 조립체의 동작방법에 있어서,
    상기 브레이크 조립체는:
    - 회전 축에 대하여 합동 회전을 위해 상기 차량 휠에 결합 가능하거나 또는 결합되는 제동 부재로서, 서로 축방향 거리에 배열되는 마찰 라이닝들을 가진, 상기 제동 부재; 및
    - 적어도 두 개의 변위 가능한 부재들을 포함하는 제동 유닛으로서, 상기 변위 가능한 부재들이 상기 마찰 라이닝들 사이에 배치되는, 상기 제동 유닛을 포함하며,
    상기 방법은: 상기 변위 가능한 부재들을 서로 떨어져 축방향으로 이동시키고, 그에 의해 각각의 변위 가능한 부재를 상기 제동 부재의 마찰 라이닝들 중 하나와 접촉하게 하는 단계를 포함하는, 작동방법.
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