KR20240001681A - 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

차량에 대한 브레이크 시스템은 휠 및 휠 상에 장착된 타이어를 포함한다. 휠은 타이어에 의해 정의된 체적 내에 적어도 부분적으로 배열된 챔버를 가지며, 마찰 표면은 챔버를 획정하는 벽에 제공된다. 제동을 위해 마찰 표면에 밀착하여 눌리도록 구성된 브레이크 슈는 챔버 내에 배열된다.

Description

브레이크 시스템{Brake system}

본 발명은 차량 기술 분야에 관한 것이다. 본 발명은 차량에 대한 브레이크 시스템에 관한 것이다.

차량들에 대한 브레이크 시스템들은 전형적으로, 브레이드 드럼 또는 브레이크 디스크와 같은 회전 몸체, 및 이러한 회전 몸체에 밀착하여 눌리도록 구성된 마찰 재료를 특징으로 한다. 이러한 구성요소들 사이의 마찰의 결과로서, 분진 및 소음이 생성된다. 알려진 브레이크 시스템에서, 브레이크 구성요소들이 그들의 환경 및 주변 공기에 대규모로 노출되고 이와 접촉한다는 사실로 인해 특정 문제들이 발생한다. 매우 불쾌한 소음들, 특히 끽끽거리는 소음들이 발생하며, 사람의 건강에 치명적일 수 있는 브레이크 분진이 생성되어 환경에 진입하고, 마지막으로 브레이크 구성요소들의 부식이 심화되어 제동 성능 문제들을 초래할 수 있다.

이상의 관점에서, 본 발명의 목적은 알려진 브레이크 시스템들에서 발생하는 언급된 문제들 중 적어도 일부를 해결하는 것이다.

이러한 목적은 제1항에 따른 브레이크 시스템에 의해 달성된다. 유리한 실시예들은 종속항들 및 다음의 설명 및 도면들에서 찾을 수 있다.

따라서, 차량에 대한 브레이크 시스템은 휠 및 휠 상에 장착된 타이어를 포함한다. 휠은 타이어에 의해 정의된 체적 내에 적어도 부분적으로 배열되는 챔버를 가지며, 마찰 표면은 챔버를 획정하는 벽에 제공된다. 제동을 위해 마찰 표면에 밀착하여 눌리도록 구성된 브레이크 슈(shoe)는 챔버 내에 배열된다.

이러한 유형의 브레이크 시스템에서, 따라서 브레이크 슈는 봉입된 공간에 배열되어 마찰이 생성되는 영역들을 격리하고 그에 따라 소음 및 분진이 환경 내로 유입되는 것을 방지한다. 또한, 브레이크 시스템은, 브레이크 구성요소들에 영향을 줄 수 있는 습기 또는 다른 외부 조건들로부터 보호된다.

마찰 표면은 전형적으로 챔버의 내부 벽의 벽 표면에 제공된다.

브레이크 슈는 전형적으로 타이어에 의해 정의된 체적 내에 배열된다. 즉, 챔버 및 챔버 내에 배열된 브레이크 슈는 3개의 측면들 상에서 - 축방향 내부 측면, 축방향 외부 측면, 및 방사상 외부 측면 상에서 타이어에 의해 둘러싸인다. 그 때문에 축방향 내부 측면은 전형적으로 액추에이션 시스템을 제공하기 위해 액세스가능하게 유지된다.

타이어의 체적 내에 적어도 부분적으로 배열된 챔버 내에 브레이크 슈를 가짐으로써, 마찰이 보다 더 중심 위치에서 생성되는 통상적인 브레이크 시스템들과 비교하여 더 큰 유효 반경이 달성될 수 있다는 점을 또한 주목할 만하다.

브레이크 시스템에서, 단일 브레이크 슈가 각각의 휠에 대해 제공될 수 있거나, 또는 2개의 브레이크 슈들, 3개의 브레이크 슈들, 4개의 브레이크 슈들, 또는 그 이상과 같이 2개 이상의 브레이크 슈들이 각각의 휠에 대해 제공될 수 있다.

예를 들어, 챔버는, 개구부를 통해 액추에이터 시스템을 통과시키기 위해 휠의 전체 원주 주위로 연장되는 개구부를 포함할 수 있다. 이러한 개구부는, 예를 들어, 챔버로부터 방사상으로 안쪽으로 개방될 수 있다. 선택적으로, 슬라이딩 밀봉부가 개구부를 적어도 부분적으로 폐쇄하기 위해 제공될 수 있다.

마찰 표면은, 예를 들어, 챔버의 벽의 방사상 내부 벽 부분 또는 방사상 외부 벽 부분 또는 축방향 내부 벽 부분 또는 축방향 외부 벽 부분에 제공될 수 있다.

일 실시예에서, 추가적인 마찰 표면이 챔버를 획정하는 벽의 추가적인 벽 부분에 제공될 수 있다. 예를 들어, 추가적인 마찰 표면은 마찰 표면 반대편에 있을 수 있으며, 즉, 추가적인 마찰 표면은, 마찰 표면이 제공되는 내부 벽 부분 반대편에 있는 챔버의 벽의 외부 벽 부분에 제공될 수 있다.

예를 들어, 마찰 표면은 챔버를 획정하는 벽의 벽 표면에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 추가적인 층이 있는 것이 아니라, 브레이크 슈가 벽 표면에 직접적으로 밀착하여 눌리는 것이 구상된다. 그러나, 마찰 표면은 또한, 챔버를 획정하는 벽에 부착된 재료 층에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 재료 층은, 브레이크 패드들에 대해 일반적으로 사용되는, 주철과 같은 금속, 또는 반-금속성(semi-metallic) 마찰 재료, 저-금속성(low-metallic) 마찰 재료, 유기 마찰 재료 또는 세라믹 마찰 재료와 같은 마찰 재료로 만들어질 수 있다.

휠은, 타이어에 의해 정의된 체적 내에 적어도 부분적으로 배열되는 하나 이상의 캐비티(cavity)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 캐비티들은, 마찰 표면 반대편에서(즉, 브레이크 슈 및 마찰 표면으로부터 볼 때 벽 뒤에서), 마찰 표면이 제공된 벽의 섹션에 인접하게 위치될 수 있다. 하나 이상의 캐비티들은, 예를 들어, 챔버로부터 방사상으로 바깥쪽으로 및/또는 방사상으로 안쪽으로 제공될 수 있다. 챔버들은 냉각을 용이하게 할 수 있거나 및/또는 타이어에 대한 지지를 제공하도록 설계될 수 있다.

일 실시예에서, 보강 요소가 휠 상에 제공될 수 있으며, 보강 요소는, 예를 들어, 허브(hub)를 챔버의 방사상 내부 벽 부분과 연결하거나, 및/또는 보강 요소는 휠의 스포크(spoke)를 챔버의 방사상 내부 벽 부분과 연결한다. 보강 요소는, 브레이크 슈가 마찰 표면에 밀착하여 눌리는 방사상 외부 영역에서 작용하는 힘들을 고려하기 위해 추가적인 강도 및 저항을 제공할 수 있다.

예를 들어, 챔버를 획정하는 벽(그 표면은 선택적으로 마찰 표면을 형상할 수 있음)은 주철로 만들어질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 휠의 스포크들은 주철 또는 알루미늄으로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 마찰 표면들과 챔버들이 제공되는 림(rim) 부분 및 스포크들은 동일한 재료로 만들어질 수 있으며, 여기서, 휠의 허브 부분도, 예를 들어, 해당 재료로 만들어질 수 있다. 대안적으로, 챔버들 및 마찰 표면들을 갖는 림 부분은 스포크들 및/또는 허브 부분과는 상이한 재료로 만들어질 수 있다.

일 실시예에서, 챔버를 획정하는 벽은 냉각 홀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각 홀들은 마찰 표면의 영역에 제공될 수 있다. 전형적으로, 냉각 홀들은 관통-홀들이다.

일 실시예에서, 집진기는 브레이크 분진을 수집하기 위해 제공될 수 있다. 집진기는 챔버 내에 배열될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 집진기는 휠의 스포크들의 영역에 배열될 수 있다. 집진기는, 예를 들어, 금속성 브레이크 분진의 부착을 위한 자성 재료를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 브레이크 시스템은 차축 상에서 휠 허브를 지탱하기 위한 메인 베어링(종래 기술로부터 알려진 전형적인 베어링으로서 형성될 수 있음), 및 너클(knuckle) 상에서 또는 너클과의 연결을 위한 캐리어 상에서 휠의 림 부분을 지탱하기 위한 보조 베어링을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 브레이크 시스템에서, 타이어는 수정된 타이어 설계에 따라 구성될 수 있다. 예를 들어, 타이어는 접착제에 의해 휠에 연결될 수 있다. 여기서, 접착제는, 예를 들어, 타이어의 내부 표면과 휠 사이에 제공될 수 있다. 예를 들어, 접착제는 타이어의 내부 표면과 챔버를 획정하는 벽의 외부 표면 사이에 제공될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 타이어는 타이어 캐비티를 포함할 수 있다. 타이어 캐비티는, 희망되는 타이어 압력을 제공하기 위해 공기로 채워질 수 있다. 타이어 캐비티는, 접착제에 의해 휠에 부착되도록 선택적으로 구성되는 내부 고무 부분과, 예를 들어, 도로 표면 상에서 주행하도록 구성된 외부 고무 부분 사이에 제공될 수 있다.

예를 들어, 브레이크 시스템은 유압 브레이크 시스템 또는 전자-기계 브레이크 시스템 또는 공압 브레이크 시스템일 수 있다.

브레이크 시스템은 트럭에 대한 브레이크 시스템일 수 있다. 일 예에서, 브레이크 시스템은 트럭에 대한 공압 브레이크 시스템이다. 대형 트럭 타이어들은 유익하게는 내부에 브레이크 슈들을 위치시키기 위한 풍부한 공간을 제공할 수 있다.

이러한 브레이크 시스템은 차량의 전방 차축 및/또는 후방 차축에 제공될 수 있다.

이제 본 발명이 첨부된 도면들을 참조하여 예시적인 방식으로 설명될 것이다.
도면들에서:
도 1은 최신 기술에 따른 브레이크 시스템을 도시한다.
도 2는, 브레이크 슈가 타이어에 의해 정의된 체적 내에 배열되는 본 출원에 따른 브레이크 시스템을 도시한다.
도 3은, 본 출원에 따른 브레이크 시스템에서 휠 및 타이어에 대한 브레이크 슈의 위치를 예시한다.
도 4 내지 도 6는 본 출원에 따른 브레이크 시스템의 실시예들을 도시한다.
도 7 내지 도 10는 추가적인 보강 요소들을 갖는 브레이크 시스템들을 도시한다.
도 11 내지 도 19는 상이한 설계들의 마찰 표면들을 갖는 본 출원에 따른 브레이크 시스템의 추가적인 실시예들을 도시한다.
도 20 내지 도 21는 냉각 홀들을 갖는 브레이크 시스템들을 도시한다.
도 22 내지 도 23는 분진 필터들을 갖는 브레이크 시스템들을 도시한다.
도 24는 차축 및 너클에 대한 브레이크 시스템의 연결을 예시한다.
도 25 내지 도 27는 브레이크 시스템의 밀봉부의 기능들을 도시한다.
도 28은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 타이어 설계를 도시한다.

도 1은 비교를 위해 종래 기술에 따른 드럼 브레이크 시스템의 단면도를 도시한다. 브레이크 드럼은 휠에 부착되며, 브레이크 슈들을 갖는 액추에이터 메커니즘은 브레이크 드럼 내에 배열된다. 이러한 유형의 브레이크 시스템은 소음 또는 브레이크 분진으로부터 환경을 차폐하기 위한 추가적인 조치를 제공하지 않는다.

도 2는 본 출원에 따른 차량에 대한 브레이크 시스템의 단면도를 도시한다. 이러한 유형의 브레이크 시스템은 차량의 전방 차축 및/또는 후방 차축에 제공될 수 있다. 가능한 실시예들에서, 브레이크 시스템은 트럭에 대한 브레이크 시스템으로서 구성된다.

브레이크 시스템은 휠(1) 및 휠(1) 상에 장착된 타이어(2)를 포함한다. 휠(1)은 타이어(2)에 의해 정의된 체적 내에 적어도 부분적으로 배열되는 챔버(3)를 갖는다. 마찰 표면(5)은 챔버를 획정하는 벽(4)에 제공된다. 브레이크 슈(6)는 챔버(3) 내에 그리고 타이어(2)에 의해 정의된 체적 내에 배열되며, 브레이크 슈(6)는 제동을 위해 마찰 표면(5)에 밀착하여 눌리도록 구성된다. 브레이크 슈(6)는 상단에 배열되며, 추가적인 브레이크 슈(6')는, 동일한 마찰 표면(5)에 밀착하여 눌리도록, 브레이크 슈(6)의 원주 방향으로 반대편의 하단에 배열된다.

본 명세서에서 이하에서 추가로 설명될 바와 같이, 타이어 및 림은 알려진 브레이크 시스템들과 비교하여 수정된다. 타이어의 가능한 실시예들에 대한 세부사항들은, 예를 들어, 도 28에서 주어진다. 휠(1)의 림 부분에는 챔버(3)가 형성된다. 타이어(2)는 챔버(3)의 외부 측면에 유지된다. 림 부분의 방사상 내부 측면에서, 개구부(7)가 챔버(3)의 벽(4)에 제공되며, 이러한 개구부(7)는, 휠(1)이 회전하는 것을 가능하게 하면서 액추에이터 시스템(8)을 개구부(7)를 통해 통과시키기 위해 휠의 전체 원주 주위로 연장된다. 그 때문에 개구부(7)는 챔버(3)의 방사상 내부 벽 부분에 개구부를 형성한다. 여기서, 액추에이터 시스템(8)은 유압식, 또는 전기-기계식 또는 공압식일 수 있다.

챔버(3)를 갖는 림 부분은 스포크들(14)에 그리고 스포크들(14)을 통해 휠(1)의 허브(13)에 연결되며, 여기서, 도 2에서, 이러한 연결은 좌측에서 볼 수 있다. 우측에서, 허브 부분은 캐리어(10)에 연결되며 보조 베어링(9)을 통해 그 위에 지탱된다.

도 3은 본 출원에 따른 절단-개방 브레이크 시스템에 대한 개략적인 측면도를 도시하며, 여기서 허브(13), 스포크들(14), 및 챔버(3)를 형성하는 림 부분을 포함하는 휠(1)이 표시된다. 또한, 타이어(2)의 위치는 점선들로 표시된다. 브레이크 슈(6)는 캐비티 내에 위치되며, 챔버(3)의 벽(4)의 방사상 외부 벽 부분에 형성된 마찰 표면(5)에 밀착하여 바깥쪽으로 이동되도록 구성된다. 액추에이터 시스템은 더 양호한 가시성을 위해 생략된다. 도 3으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 챔버(3) 및 브레이크 슈(6)는 타이어(2)의 체적 내에 배열된다. 이를 통해, 브레이크 슈 및 마찰 표면(5)은 타이어(2)에 의해 방사상 외부 측면에서 그리고 측방으로 차폐되며, 이는 차음(sound isolation)을 제공한다.

도 4는, 타이어에 의해 둘러싸인 챔버(3)를 갖는 본 출원에 따른 브레이크 시스템을 도시한다. 브레이크 슈(6)에 대한 마찰 표면(5)은 챔버(3)의 벽(4)의 방사상 외부 벽 부분에 제공된다. 챔버(3)의 이러한 방사상 외부 벽 부분 뒤에는, 2개의 접선 방향으로 연장되는 캐비티들(11, 11')이 제공되며, 이러한 캐비티들도 타이어(2)에 의해 정의된 체적 내에 배열된다. 따라서, 2개의 챔버들(11)은 마찰 표면(5) 반대편에서 마찰 표면(5)이 제공된 벽 부분에 인접하여 위치되어 시스템의 과열을 피하기 위한 공극(void)을 마찰 표면(5)과 타이어(2) 사이에 생성한다. 2개의 챔버들(11, 11') 사이에 제공된 웹(web)(24)은 휠(1) 및 휠에 장착된 타이어(2)에 대한 안정성을 제공한다. 그 때문에 타이어(2)는, 본질적으로 원호에 대응하는 둥근 단면 프로파일을 갖는다.

도 5는, 마찰 표면 반대편에서 벽(4)에 인접하여 제공된 단일 챔버(11)가 존재한다는 점에서 도 4와는 상이한 시스템을 도시한다. 도 4의 실시예와 비교하면, 추가적인 안정성을 제공하기 위한 웹(24)이 존재하지 않는다. 따라서, 타이어(2)에 대해 상이한 단면 프로파일, 즉, 평평한 트레드(tread)가 선택된다.

도 6는, 충전 재료(25)가 마찰 표면(5) 반대편에서 벽(4)에 인접하여 제공되는 일 실시예를 도시한다. 이러한 충전 재료(25)는 이에 부착된 타이어(2)에 대한 안정성을 제공한다. 충전 재료(25)는, 예를 들어, 마찰 표면(5)으로부터 타이어(2)로 그리고 반대로 열이 전달되는 것을 방지하는 열 절연 재료로서 선택된다.

도 7 내지 도 10는, 보강 요소들(12)이 휠(1)의 추가적인 안정성을 위해 해당 휠(1) 상에 제공되는 브레이크 시스템의 상이한 실시예들을 도시한다. 챔버(3), 타이어(2), 및 액추에이터 시스템(8)의 세부사항들은 더 양호한 가시성을 위해 생략된다. 챔버(3), 타이어(2), 및 액추에이터 시스템(8)은 도 2 내지 도 5, 및 도 6 내지 도 28에 도시된 바와 같이 수행될 수 있다.

도 7에 따르면, 보강 요소(12)는 챔버(3)가 형성되는 림 부분과 스포크(14)를 연결한다. 구체적으로, 보강 요소는 휠의 스포크(14)를 챔버(3)의 방사상 내부 벽 부분의 외부 측면(챔버(3)로부터 볼 때)과 연결한다. 챔버(3) 내에 위치된 브레이크 슈(6)를 통해, 방사상 안쪽 방향 또는 방사상 바깥쪽 방향으로, 압력이 인가될 때, 보강 요소(12)는 휠(1)의 바람직하지 않은 변형 및 마모를 방지한다. 보강 요소는, 스포크(14) 및 림 부분에 연결된 직선 세장형 부분으로서 수행된다. 일부 실시예들에서, 보강 요소(12)는 챔버(3)를 갖는 림 부분 및/또는 스포크(14)와 일체로 형성될 수 있다. 휠(1)의 설계 그리고 특히 스포크(들)(14)의 설계에 의존하여, 예를 들어, 다수의 보강 요소들(12) 또는 원주 방향으로 연장되는 연속적인 보강 요소(12)가 제공될 수 있다.

도 8의 실시예는 도 7의 실시예와 유사한 실시예를 도시한다. 여기서, 보강 요소(12)는 만곡된 형상을 갖는 세장형 부품이다. 보강 요소는 챔버(3)의 벽(4)의 방사상 내부 벽 부분의 외부에 연결되고, 그리고 허브(13) 부근에서 스포크(14)에 연결된다.

도 9는, 보강 요소(12)가 챔버(3)의 벽(4)의 방사상 내부 벽 부분의 외부에 연결되고 그리고 허브(13)에 연결되는 실시예를 도시한다. 이러한 예에서, 보강 요소(12)는 허브(13)의 축방향 내부 측면에 연결된다.

도 10는, 보강 요소(12)가 삼각형 단면을 가지며 스포크(14)와 림 영역(다시 한번, 챔버(3)의 벽(4)의 방사상 내부 벽 부분의 외부) 사이의 코너에 배열되고 그 측면들을 따라 평평한 방식으로 스포크 및 림 영역 둘 모두에 연결되어 증가된 연결 영역을 달성하는 실시예를 도시한다.

도 11는, 타이어(2)에 의해 정의된 체적 내에 제공되는 챔버(3) 및 액추에이터 시스템(8)을 갖는 브레이크 시스템의 단면도를 좌측에 도시한다. 챔버(3)의 위치는 점선들로 윤곽이 표시된다. 다시 한번, 개구부(7)를 통한 액추에이터 시스템(8)의 통과와 같은 타이어(2) 및 액추에이터 시스템(8)의 세부사항들은 생략된다. 마찰 표면(5)이 제공되는 챔버(4)의 벽과 스포크(14)의 일 부분뿐만 아니라 액추에이터 시스템(8)의 후퇴 스프링(8'') 및 액추에이터(8')의 확대도가 우측의 삽입된 부분에 도시된다.

마찰 표면(5)은, 브레이크 패드(6)가 제동을 위해 방사상으로 안쪽으로 이동하도록 챔버(3)의 벽(4)의 방사상 내부 부분의 내부(챔버(3)로부터 볼 때)에 제공된다. 이러한 의미에서, 이는 방사상 내향-제동 브레이크 시스템이다. 그 때문에 마찰 표면(5)은 벽(4)의 벽 표면 자체에 의해 형성된다. 적어도 마찰 표면(5)의 영역에서 벽(4)은 주철로 만들어지며, 즉, 벽은 주철 링이다. 스포크(14)도 주철로 형성된다. 따라서, 마찰 표면(5)을 갖는 벽(4)이 제공되는 림 부분과 스포크(14)를 포함하는 휠은 동일한 재료로 만들어진다. 림 부분과 휠은 일체로 형성될 수 있다.

도 12는, 도 11의 경우와 동일한 도면들에서 브레이크 시스템의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 12의 추가적인 실시예는, 스포크(14)가 알루미늄으로 만들어지고 반면 마찰 표면(5)을 갖는 림 부분은 주철로 만들어진다는 점에서 도 11의 실시예와는 상이하다. 따라서, 휠(1)은 주철 마찰 링을 갖는 주철 림 및 알루미늄 스포크들을 갖는 하이브리드 설계이다.

도 13는, 도 11 및 도 12의 경우와 동일한 도면들에서 브레이크 시스템의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 13의 추가적인 실시예는, 마찰 표면(5)이 챔버(3)의 벽(4)의 벽 표면 자체에 의해 제공되는 것이 아니라 벽(4) 상에 제공되며 이에 부착되는 추가적인 재료 층(15)에 의해 제공된다는 점에서 도 11 또는 도 12의 실시예들과는 상이하다. 추가적인 재료 층(15)은 주철과 같은 금속으로 만들어진다.

도 14는, 도 11 내지 도 13의 경우와 동일한 도면들에서 브레이크 시스템의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 14의 추가적인 실시예는, 추가적인 재료 층(15)이 반-금속성 마찰 재료, 또는 저-금속성 마찰 재료, 또는 유기 마찰 재료 또는 세라믹 마찰 재료와 같은 브레이크 패드들에서 사용되는 마찰 재료들과 유사한 마찰 재료로 만들어진다는 점에서 도 13의 실시예와는 상이하다.

도 15는, 도 11 내지 도 14의 경우와 동일한 도면들에서 브레이크 시스템의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 15의 추가적인 실시예는, 마찰 표면(5)이 제공되는 벽(4)이 챔버(3)의 벽의 방사상 외부 부분이라는 점에서 도 11 내지 도 14의 실시예들과는 상이하다. 마찰 표면(5)이 챔버(3)의 벽(4)의 방사상 외부 부분에 있기 때문에, 브레이크 패드(6)는 제동을 위해 방사상으로 바깥쪽으로 이동한다. 이러한 의미에서, 이는 방사상 외향-제동 브레이크 시스템이다. 이러한 유형의 방사상 외향-제동 브레이크 시스템들은 유익하게는 증가된 유효 반경을 갖는다.

그 때문에 마찰 표면(5)은 벽(4)의 벽 표면 자체에 의해 형성된다. 적어도 마찰 표면(5)의 영역에서 벽(4)은 주철로 만들어지며, 즉, 벽은 마찰 링을 형성하는 주철 링을 포함한다. 스포크(14)도 주철로 만들어진다. 따라서, 마찰 표면(5)을 갖는 벽(4)이 제공되는 림 부분과 스포크(14)를 포함하는 휠은 동일한 재료로 만들어진다. 림 부분과 휠은 일체로 형성될 수 있다.

도 16는, 도 11 내지 도 15의 경우와 동일한 도면들에서 브레이크 시스템의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 16의 추가적인 실시예도 도 15의 경우와 같이 방사상 외향-제동 브레이크 시스템이다. 도 16의 추가적인 실시예는, 스포크(14)가 알루미늄으로 만들어지고 반면 마찰 표면(5)을 갖는 림 부분은 주철로 만들어진다는 점에서 도 15의 실시예와는 상이하다. 따라서, 휠(1)은 주철 마찰 링을 갖는 주철 림 부분 및 알루미늄 스포크들을 갖는 하이브리드 설계이다.

도 17는, 도 11 내지 도 16의 경우와 동일한 도면들에서 브레이크 시스템의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 17의 추가적인 실시예도 도 15 내지 도 16의 경우와 같이 방사상 외향-제동 브레이크 시스템이다. 도 17의 추가적인 실시예는, 마찰 표면(5)이 챔버(3)의 벽(4)의 벽 표면 자체에 의해 제공되는 것이 아니라 벽(4) 상에 제공되며 이에 부착되는 추가적인 재료 층(15)에 의해 제공된다는 점에서 도 15 또는 도 16의 실시예들과는 상이하다. 추가적인 재료 층(15)은 주철과 같은 금속으로 만들어진다.

도 18는, 도 11 내지 도 17의 경우와 동일한 도면들에서 브레이크 시스템의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 18의 추가적인 실시예도 도 15 내지 도 17의 경우와 같이 방사상 외향-제동 브레이크 시스템이다. 도 18의 추가적인 실시예는, 추가적인 재료 층(15)이 반-금속성 마찰 재료, 또는 저-금속성 마찰 재료, 또는 유기 마찰 재료 또는 세라믹 마찰 재료와 같은 브레이크 패드들에서 사용되는 마찰 재료들과 유사한 마찰 재료로 만들어진다는 점에서 도 17의 실시예와는 상이하다.

도 19는, 도 11 내지 도 18의 경우와 동일한 도면들에서 브레이크 시스템의 추가적인 실시예를 도시한다. 브레이크 시스템은 2개의 대향되는 마찰 표면들을 특징으로 한다. 마찰 표면(5)은 챔버(3)를 획정하는 벽(4)의 방사상 내부 부분에 제공되며, 추가적인 마찰 표면(5')은 마찰 표면(5)에 더하여 챔버(3)를 획정하는 벽(4)의 방사상 외부 부분에서 제공된다. 따라서, 2개의 마찰 표면들(5, 5')은 챔버의 대향되는 벽 부분들에 제공되며, 마찰 표면(5)과 맞물리기 위해 방사상으로 안쪽으로 이동하기 위한 브레이크 슈(6) 및 추가적인 마찰 표면(5')과 맞물리기 위해 방사상으로 바깥쪽으로 이동하기 위한 추가적인 브레이크 슈(6')가 존재한다. 따라서, 브레이크 시스템은 방사상 내향-제동 및 방사상 외향-제동을 동시에 수행한다. 도 19의 좌측에서 볼 수 있는 바와 같이, 대향되는 브레이크 슈들의 제2 쌍은 브레이크 슈(6) 및 추가적인 브레이크 슈(6')의 원주 방향으로 반대편 위치에서 하단에 제공된다.

단지 예로서, 마찰 표면(5) 및 추가적인 마찰 표면(5')은 각각 재료 층(15) 및 추가적인 재료 층(15')에 의해 제공되는 것으로 도시된다. 도 19에 도시된 바와 같은 2개의 대향되는 마찰 표면들을 갖는 브레이크 시스템의 개념은 또한, 챔버(3)를 획정하는 벽(4)의 벽 표면들(상기 벽 표면들은, 예를 들어, 주철로 만들어짐)에 의해 직접적으로 제공되는 마찰 표면들(5, 5')로 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

대안적으로, 2개의 대향되는 마찰 표면들은, 예를 들어, 축방향 외부 측면 및 축방향 내부 측면에 제공될 수 있다.

도 20 내지 도 21는 브레이크 시스템 내에서 생성되는 열을 소산시키기 위한 설계 옵션을 도시한다. 여기서, 챔버(3)를 획정하는 벽(4)은, 마찰 표면(5)의 영역에 제공되는 냉각 홀들(16)을 포함한다. 즉, 브레이크 패드(6) 또는 브레이크 패드들(6, 6')이 벽의 개별적인 벽 표면과 맞물리는 벽(4)의 섹션(들)은 냉각 홀들(16)을 형성하는 복수의 관통-개구부들을 포함한다. 도 20는 예시적인 방식으로 단일 방사상 내향-제동 브레이크 패드(6)에 대한 냉각 홀들을 예시하며, 도 21는 2개의 대향되는 마찰 표면들(5, 5')을 갖는 설계에 대한 냉각 홀들을 예시한다.

도 22 및 도 23는 집진기들(17)을 갖는 본 출원에 따른 브레이크 시스템들을 도시한다. 도 22의 경우에서, 휠(1)의 스포크들(14)에 부착되며 따라서 챔버(3)의 방사상으로 안쪽에 제공되는 집진기(17)가 제공된다. 분진은, 제동 동안 브레이크 패드(6)가 마찰 표면(5)에 밀착하여 눌릴 때 생성된다. 이러한 분진은 개구부(7)를 통해 빠져나올 수 있으며, 분진이 환경에 진입하는 것을 방지하기 위해 집진기(17)에 의해 적어도 부분적으로 포획된다. 집진기는 금속성 브레이크 분진의 부착을 위한 자성 재료를 포함한다. 도 23의 경우에, 2개의 집진기들(17)은 챔버의 축방향 내부 측면 및 축방향 외부 측면에서 챔버(3) 내에 제공된다. 2개의 집진기들은 먼지가 챔버(3)로부터 빠져나오는 것을 방지한다. 집진기들은 또한 금속성 브레이크 분진의 부착을 위한 자성 재료 및/또는 접착 층을 포함할 수 있다.

도 24를 통해, 휠(1)의 베어링이 설명된다. 좌측에는 휠의 개요가 도시되며, 우측에는 배열의 상단 부분의 확대도가 표시된다. 여기서, 휠은 베어링들의 2개의 세트들을 통해 회전한다: 메인 베어링(19)은 차축(18) 상에서 휠 허브(13)를 지탱하기 위한 것이며, 이는 다수의 표준 허브 베어링들에 대응한다. 또한, 보조 베어링(9)은 캐리어(10)를 통해 너클(20) 상에서 휠(1)의 림 부분을 지탱하기 위한 것이다. 개구부(7)를 통과하는 액추에이터 시스템(8)이 또한 캐리어(10)에 부착된다.

도 25 내지 도 27는 브레이크 분진으로부터 환경을 보호하는 것을 개선할 수 있는 설계 옵션을 도시한다. 챔버(3)는 개구부(7)를 통해 액추에이터 시스템(8)을 통과시키기 위해 휠(1)의 전체 원주 주위로 연장되는 개구부(7)를 포함하며, 개구부(7)는 챔버(3)의 방사상 내부 벽에 제공된다. 슬라이딩 밀봉부(9)는 개구부(7)를 폐쇄하기 위해 제공된다.

도 26는 운전 동안의 상태를 도시한다. 슬라이딩 밀봉부(7)는 캐리어(10)에 부착되며, 챔버(3)의 방사상 내부 벽의 외부 측면 상에서 슬라이드하여 분진이 챔버(3)를 떠나는 것을 방지한다.

도 27는 유지보수 및 청소 프로세스 동안의 상태를 도시한다. 밀봉부(7)는, 브레이크 분진이 챔버(3) 밖으로 흡입될 수 있도록 진공 청소 시스템(21)의 파이프 또는 호스가 밀봉부를 통해 챔버 내로 통과하는 것을 가능하게 하기 위해 들어올려진다.

도 28은, 타이어(2)에 의해 정의된 체적 내에 배열된 챔버(3)를 갖는 이상에서 설명된 브레이크 시스템과 함께 구상될 수 있는 가능한 타이어 설계를 예시한다. 타이어(2)는 접착제(22)에 의해 휠(1)에 연결된다. 접착제(22)는 타이어의 내부 표면과 챔버(3)를 획정하는 벽(4)의 외부 표면의 일 부분 사이에 제공된다. 타이어는 공기로 채워진 타이어 캐비티(23)를 포함한다. 타이어 캐비티(23)는, 챔버(3)의 벽(4)을 향하는 내부 고무 층(23')과 도로 표면과 접촉하기 위한 외부 고무 층(23'') 사이에 있다.

1 휠
2 타이어
3 챔버
4 챔버의 벽
5 마찰 표면
5' 추가적인 마찰 표면
6 브레이크 슈
6' 추가적인 브레이크 슈
7 개구부
8 액추에이터 시스템
8' 액추에이터
8'' 후퇴 스프링
9 보조 베어링
10 너클과의 연결을 위한 캐리어
11, 11' 캐비티
12 보강 요소
13 허브
14 스포크
15 재료 층
15' 추가적인 재료 층
16 냉각 홀들
17 집진기
18 차축
19 메인 베어링
20 너클
21 진공 청소 시스템
22 접착제
23 타이어 캐비티
24 웹
25 충전 재료
26 림 베어링 시트

Claims (15)

1. 휠 및 상기 휠 상에 장착된 타이어를 포함하는 차량에 대한 브레이크 시스템으로서,
   상기 휠은
   상기 타이어에 의해 정의된 체적 내에 적어도 부분적으로 배열된 챔버를 가지며, 마찰 표면이 상기 챔버를 획정하는 벽에 제공되고, 제동을 위해 상기 마찰 표면에 밀착하여 눌리도록 구성된 브레이크 슈가 상기 챔버 내에 배열되는, 브레이크 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 챔버는 개구부를 통해 액추에이터 시스템을 통과시키기 위해 상기 휠의 전체 원주 주위로 연장되는 상기 개구부를 포함하며,
   상기 개구부는 상기 챔버로부터 방사상으로 안쪽으로 개방되는, 브레이크 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   슬라이딩 밀봉부가 상기 개구부를 적어도 부분적으로 폐쇄하기 위해 제공되는, 브레이크 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 마찰 표면은, 상기 챔버의 상기 벽의 방사상 내부 벽 부분, 방사상 외부 벽 부분, 축방향 내부 벽 부분 또는 축방향 외부 벽 부분에 제공되는, 브레이크 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   추가적인 마찰 표면이 상기 마찰 표면 반대편에서 상기 챔버를 획정하는 상기 벽의 추가적인 벽 부분에 제공되는, 브레이크 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 휠은 상기 타이어에 의해 정의된 체적 내에 적어도 부분적으로 배열되는 하나 이상의 캐비티들을 가지며,
   상기 하나 이상의 캐비티들은 상기 마찰 표면 반대편에서 상기 마찰 표면이 제공된 상기 벽의 섹션에 인접하여 위치되는, 브레이크 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   보강 요소가 상기 휠 상에 제공되며,
   상기 보강 요소는 상기 휠의 허브 또는 스포크를 상기 챔버의 방사상 내부 벽 부분과 연결하는, 브레이크 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 마찰 표면은 상기 챔버를 획정하는 상기 벽의 벽 표면에 의해 형성되는, 브레이크 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 마찰 표면은 상기 챔버를 획정하는 상기 벽에 부착된 재료 층에 의해 형성되며,
   상기 재료 층은 주철과 같은 금속, 반-금속성(semi-metallic) 마찰 재료, 저-금속성(low-metallic) 마찰 재료, 유기 마찰 재료 또는 세라믹 마찰 재료로 만들어지는, 브레이크 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 챔버를 획정하는 상기 벽은 주철로 만들어지거나 또는 상기 휠의 스포크들은 주철 또는 알루미늄으로 만들어지는, 브레이크 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 챔버를 획정하는 상기 벽은 냉각 홀들을 포함하며,
    상기 냉각 홀들은 상기 마찰 표면의 영역에 제공되는, 브레이크 시스템.
12. 제1항에 있어서,
    집진기가 제공되며,
    상기 집진기는,
    상기 챔버 내에 또는 상기 휠의 스포크 영역에 제공되고, 상기 집진기는 금속성 브레이크 분진의 부착을 위한 자성 재료를 포함하는, 브레이크 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    차축 상에서 휠 허브를 지탱하기 위한 메인 베어링, 및 너클 상에서 또는 상기 너클과의 연결을 위한 캐리어 상에서 상기 휠의 림 부분을 지탱하기 위한 보조 베어링을 포함하는, 브레이크 시스템.
14. 제1항에 있어서,
    상기 타이어는 접착제에 의해 상기 휠에 연결되며, 상기 접착제는 상기 타이어의 내부 표면과 상기 챔버를 획정하는 상기 벽의 외부 표면의 적어도 일 부분 사이에 제공되는, 브레이크 시스템.
15. 제1항에 있어서,
    상기 타이어는 타이어 캐비티를 포함하는, 브레이크 시스템.

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