KR20240051636A - 브레이크 장치 및 브레이크 시스템 및 차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 전술한 문제를 해소하고자 주제동 브레이크 장치로서 대향형을 적용하고, 주차용 브레이크 장치를 전자식 주차 브레이크를 적용하되 일체형으로 구성한 브레이크 장치를 제공하여, 제동성능을 높이면서 동시에 슬라이드 캘리퍼 방식으로 구동하는 전자주차브레이크를 하나의 브레이크 패드를 이용하여 구현할 수 있다.

Description

브레이크 장치 및 브레이크 시스템 및 차량{BREAKE DEVICE, BREAK SYSTEM AND VEHICLE}
본 실시예들은 차량(vehicle)에 적용 가능한 브레이크 장치, 브레이크 장치가 장착된 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자식 주차 브레이크와 일체형으로 구현된 대향형 브레이크 장치 및 그 브레이크 장치를 탑재한 차량에 관한 것이다.
차량에 장착되는 브레이크 장치는 주행 중의 자동차를 감속하거나 정지, 또는 정지 상태를 유지하기 위한 장치이며, 회전하는 휠의 내측에 위치하며 휠과 함께 회전하는 원판 형의 브레이크 디스크를 양쪽에서 브레이크 패드로 강하게 압박하여 차량을 제동하는 장치이다.
종래의 브레이크 장치는 디스크 양측에 배치되는 두 브레이크 패드가 차량에 고정되는 캘리퍼 바디의 내의 안착면에서 진퇴 가능한 상태로 지지되어 있다. 브레이크 패드의 진퇴를 안내하기 위한 패드 지지핀과, 두 패드 플레이트의 상부를 탄성적으로 지지하여 패드 플레이트의 떨림을 방지하고, 원활한 리턴 동작이 이루어지도록 하는 스프링부재가 설치된다.
브레이크 장치는 크게 드럼형과 디스크형으로 나누어질 수 있다. 드럼형은 원통형의 드럼 내측면에 접촉하는 슈를 이용하여 정차시키는 방식이고, 디스크형은 휠과 함께 회전하는 브레이크 디스크의 표면에 브레이크 패드를 접촉시켜 정차시킨다. 디스크형식은 브레이크 패드가 위치하는 하우징으로 서 캘리퍼가 휠에 결합하며 드럼형에 비해 구조가 단순하고 부피가 작아 승용차에 적용되고 있다. 두 방식 중 하나만 이용하거나 전방은 디스크 형식을 후방에는 드럼 형식을 적용할 수도 있다.
디스크 방식은 대향형 캘리퍼(fixed opposed caliper)와 슬라이딩 캘리퍼(sliding caliper)로 구분될 수 있다.
대향형 캘리퍼는 캘리퍼 바디가 고정된 상태에서 브레이크 패드를 양측에서 가압하여 브레이크 디스크와 접촉시키는 방식이다. 이러한 방식은 대칭구조라는 점에서 효율적이고 제동력이 우수하나 양측에서 가압을 하기 위한 피스톤이 양측에 위치해야 하므로 부피가 커질 수 있다.
슬라이딩 캘리퍼는 일측의 브레이크 패드만 가압하는 피스톤을 포함하고, 디스크를 밀어 그 반작용으로 캘리퍼 바디가 슬라이딩 하여 브레이킹 하는 구조이다. 피스톤을 일측에만 구비하므로 구현이 용이하고 캘리퍼의 구조가 커지는 것을 방지할 수 있으며, 양측의 피스톤의 속도를 동일하게 조절할 필요가 없는 장점이 있다.
전자의 경우 브레이크 디스크는 캘리퍼의 중앙에 항상 고정되나, 후자의 경우 캘리퍼의 위치가 브레이크 디스크 상에서 슬라이드 이동 가능하게 결합한다.
차량은 주제동 브레이크 외에 주차 브레이크를 포함할 수 있다. 주차브레이크는 주행중 제동을 위한 브레이크가 아니라 주차된 상태를 고정하기 위한 브레이크로서, 전통적인 주차 브레이크는 운젖ㄱ석 측방향에 위치하는 레버를 당겨 뒷바퀴를 케이블로 잡아 바퀴를 고정한다. 손으로 조작하는 사이드 레버 형태에서 발로 밟아 작동시키는 풋 파킹 브레이크 형식으로 진화하였다.
최근에 출시되는 승용 차량의 브레이크는 전자식 주차 브레이크로 EPB(Electric Parking Break)라고도 불린다. 전자식 주차 브레이크는 버튼을 이용하여 간단하게 조작할 수 있으며 와이어가 아닌 모터를 이용하여 브레이크 디스크를 가압하여 디스크의 회전을 제한한다.
전자식 주차 브레이크는 모터에 의해 회전하는 하나의 기어와 하나의 스크류를 포함하며, 브레이크 디스크의 내측에 설치할 수 있다. 전자식 주차 브레이크는 조작이 편리하고, 오토홀드 기능을 적용할 수 있어 최근에 출시되는 고급 차량에 적용되는 주차 브레이크 방식이다.
다만, 대향형의 브레이크 디스크의 경우 주제동 캘리퍼가 고정되어 있으므로 주차 브레이크도 브레이크 디스크의 양측에서 동시에 가압해야하나, 모터와 기어 및 피스톤을 양측에 모두 배치하기 어려워 전자식 주차 브레이크를 주제동 브레이크와 별도로 구비해야하는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들은 전술한 문제를 해소하고자 주제동 브레이크 장치로서 대향형을 적용하고, 주차용 브레이크 장치를 전자식 주차 브레이크를 적용하되 일체형으로 구성한 브레이크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
주제동 캘리퍼 바디; 제1 면이 대향하도록 상기 주제동 캘리퍼 바디의 일측과 타측에 배치된 제1 브레이크 패드와 제2 브레이크 패드를 포함하는 브레이크 패드부; 상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드의 거리가 가까워지도록 상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주제동 피스톤; 상기 주제동 캘리퍼 바디에 결합하며, 상기 제1 브레이크 패드의 상기 제2 면에 걸리는 걸림부를 포함하는 주차 캘리퍼 바디; 및 상기 주차 캘리퍼 바디에 실장되며 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주차 피스톤을 포함하며, 상기 주차 피스톤이 상기 제2 브레이크 패드를 가압 시 상기 주차 캘리퍼 바디의 상기 걸림부는 상기 제1 브레이크 패드를 상기 제2 브레이크 패드를 향하여 이동시키는 브레이크 장치를 제공한다.
상기 주제동 캘리퍼 바디는 상기 제1 브레이크 패드의 제2 면 방향에 위치하며 상기 주차 캘리퍼 바디의 걸림부가 삽입되는 제1 안착부; 및 상기 제2 브레이크 패드의 상기 제2 면 방향에 위치하며 상기 주차 피스톤이 위치하는 제2 안착부를 할 수 있다.
상기 제1 안착부는 일측은 개방되어 상기 제1 브레이크 패드의 적어도 일부가 노출되고, 타측은 상기 주차 캘리퍼 바디의 이동범위를 제한하는 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 주제동 캘리퍼 바디는 상면이 개방되어 상기 브레이크 패드부의 상부를 노출시키고, 상기 주차 캘리퍼 바디는 상기 주제동 캘리퍼 바디의 개방된 상부의 적어도 일부를 커버하며 상기 걸림부와 상기 주차 피스톤 사이를 연결하는 상측부를 포함할 수 있다.
상기 주제동 캘리퍼 바디는 상기 주차 피스톤의 이동방향에 평행한 방향으로 연장된 가이드 홀을 포함하고, 상기 주차 캘리퍼 바디는 상기 가이드 홀에 삽입되는 가이드 로드를 포함하며, 상기 가이드 로드는 상기 주차 피스톤 동작 시 상기 가이드 홀을 따라 슬라이드 이동할 수 있다.
상기 가이드 로드를 상기 주차 캘리퍼 바디에 결합하는 조립볼트를 더 포함할 수 있다.
상기 주제동 피스톤은 상기 제1 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제2 주제동 피스톤을 구비하며, 상기 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 주제동 피스톤은 서로 대칭을 이루며 동작할 수 있다.
상기 주차 피스톤 구동시 상기 주차 캘리퍼 바디는 상기 주제동 캘리퍼 바디에 대해 상기 제2 브레이크 패드 방향으로 이동할 수 있다.
상기 주차 피스톤의 구동시 연장길이는 상기 제2 브레이크 패드의 이동거리와 상기 주차 캘리퍼 바디의 이동거리의 합에 상응할 수 있다.
상기 제2 주제동 피스톤은 한 쌍이 상기 제2 주제동 피스톤의 이동방향에 수직 방향으로 한 쌍 구비되고, 상기 주차 피스톤은 상기 한 쌍의 제2 주제동 피스톤 사이에 위치할 수 있다.
상기 주차 피스톤의 상측에 위치하며 상기 주차 피스톤에 구동력을 제공하는 주차모터; 및 상기 주차모터의 힘을 전달하는 피니언 기어를 포함하고, 상기 주차모터의 회전축은 상기 파킹 피스톤의 가압방향과 평행할 수 있다.
브레이크 디스크; 상기 브레이크 디스크의 일측 단부가 삽입되는 주제동 캘리퍼 바디; 제1 면이 상기 브레이크 디스크를 향하도록 상기 주제동 캘리퍼 바디의 일측과 타측에 배치된 제1 브레이크 패드와 제2 브레이크 패드를 포함하는 브레이크 패드부; 상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드가 상기 브레이크 디스크를 향하여 이동하도록 상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주제동 피스톤; 상기 주제동 캘리퍼 바디에 결합하며, 상기 제1 브레이크 패드의 상기 제2 면에 걸리는 걸림부를 포함하는 주차 캘리퍼 바디; 및 상기 주차 캘리퍼 바디에 실장되며 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주차 피스톤을 포함하며, 상기 주차 피스톤이 상기 제2 브레이크 패드를 가압 시 상기 주차 캘리퍼 바디의 상기 걸림부는 상기 제1 브레이크 패드를 상기 제2 브레이크 패드 방향으로 이동시키는 브레이크 시스템을 제공한다.
상기 주제동 피스톤은 상기 제1 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제2 주제동 피스톤을 구비하며, 상기 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 주제동 피스톤은 서로 대칭을 이루며 동작하고, 상기 주차 피스톤 구동시 상기 주차 캘리퍼 바디는 상기 주제동 캘리퍼 바디에 대해 상기 제2 브레이크 패드 방향으로 이동할 수 있다.
차체; 상기 차체의 하부에 위치하며 회전하는 휠; 상기 휠에 결합하여 상기 휠과 함께 회전하는 브레이크 디스크; 상기 브레이크 디스크의 일측 단부가 삽입되는 주제동 캘리퍼 바디; 제1 면이 상기 브레이크 디스크를 향하도록 상기 주제동 캘리퍼 바디의 일측과 타측에 배치된 제1 브레이크 패드와 제2 브레이크 패드를 포함하는 브레이크 패드부; 상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드가 상기 브레이크 디스크를 향하여 이동하도록 상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주제동 피스톤; 상기 주제동 캘리퍼 바디에 결합하며, 상기 제1 브레이크 패드의 상기 제2 면에 걸리는 걸림부를 포함하는 주차 캘리퍼 바디; 및 상기 주차 캘리퍼 바디에 실장되며 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주차 피스톤을 포함하며, 상기 주차 피스톤이 상기 제2 브레이크 패드를 가압 시 상기 주차 캘리퍼 바디의 상기 걸림부는 상기 제1 브레이크 패드를 상기 제2 브레이크 패드 방향으로 이동시키는 차량을 제공한다.
상기 주제동 피스톤은 상기 제1 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제2 주제동 피스톤을 구비하며, 상기 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 주제동 피스톤은 서로 대칭을 이루며 동작하고, 상기 주차 피스톤 구동시 상기 주차 캘리퍼 바디는 상기 주제동 캘리퍼 바디에 대해 상기 제2 브레이크 패드 방향으로 이동할 수 있다.
상기 휠은 상기 차량의 외측을 향하는 외측면과 내측을 향하는 내측면을 포함하고, 상기 제1 브레이크 패드는 상기 휠의 외측면에 위치하고 상기 제2 브레이크 패드 및 상기 주차 피스톤은 상기 휠의 내측면에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따르면 주차 캘리퍼 바디의 동작은 슬라이드 캘리퍼 방식으로 본 발명의 브레이크 장치는 주제동은 대향형 캘리퍼 방식을 이용하여 제동성능을 높이면서 동시에 슬라이드 캘리퍼 방식으로 구동하는 전자주차브레이크를 하나의 브레이크 패드를 이용하여 구현할 수 있다.
주제동 캘리퍼 바디를 주차 캘리퍼 바디의 토크 멤버로 활용하여 주차 캘리퍼 바디는 슬라이드 이동 가능하고, 주제동 브레이크와 주차 브레이크를 일체형으로 손쉽게 조립 분리가 가능한 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 브레이크 장치와 디스크조립체를 정면에서 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 브레이크 장치의 사시도를 도시한 것이다.
도 3는 도 2의 A-A단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 브레이크 장치의 주제동 캘리퍼 바디를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 브레이크 장치의 분해 사시도이다.
도 6 및 도 7은 도 2의 B-B 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 브레이크 장치(100)와 브레이크 디스크(10)를 정면에서 도시한 것이다. 이하, 브레이크 장치(100)를 설명함에 있어서, 상하측(y축), 좌우측(x축) 방향과 정면 및 후면(z축)의 기준은 도 1에 도시된 브레이크 장치(100)를 기준으로 한다.
차량의 바퀴는 일반적으로 좌우 양측에 배치되며 도 1에 도시된 정면 방향은 차량의 외측을 향도록 배치될 수 있다. 브레이크 장치(100)의 종류에 따라 정면과 후면 형상이 대칭형상을 가질 수도 있고(대향형 캘리퍼 브레이크), 일측에만 피스톤 구조를 구비할 수도 있다(슬라이딩 캘리퍼 브레이크).
대향형 캘리퍼 브레이크는 주제동 캘리퍼 바디(110)가 고정된 상태에서 브레이크 패드(120)를 양측에서 가압하여 브레이크 디스크(10)와 접촉시키는 방식이다. 이러한 방식은 대칭구조라는 점에서 제동력이 우수하나 양측에서 가압을 하기 위한 피스톤이 양측에 위치해야 하므로 휠의 바깥쪽 부분의 부피가 커질 수 있고 양측의 피스톤 속도를 동일하기 동기화 해야한다.
슬라이딩 캘리퍼는 일측의 브레이크 패드(120)만 가압하는 피스톤을 포함하고, 일측의 브레이크 패드로 브레이크 디스크를 밀어 그 반작용으로 주제동 캘리퍼 바디(110)가 슬라이딩 하여 브레이킹 하는 구조이다.
주제동 피스톤을 일측에만 구비하므로 구현이 용이하고, 양측의 피스톤의 속도를 동일하게 조절할 필요가 없는 장점이 있다. 다만 제동력이 대향형 캘리퍼 브레이크에 비해 떨어져 고급 차량에는 대향형 캘리퍼 브레이크 시스템을 도입하고 있다.
대향형 캘리퍼 브레이크는 브레이크 디스크는 캘리퍼 바디의 중앙에 항상 위치하나, 슬라이드 캘리퍼 브레이크는 캘리퍼 바디의 위치가 브레이크 디스크 상에서 슬라이드 이동 가능하게 결합한다.
도 1 를 참조하면, 브레이크 장치(100)는 브레이크 디스크(10)의 면을 가압하여 차량의 바퀴에 제동을 가할 수 있다. 브레이크 디스크(10) 및 너클 조립체는 차량의 바퀴의 휠에 연결된 구성이다.
차량 주행 중 브레이크 디스크(10)는 바퀴의 회전과 함께 회전한다. 브레이크 장치(100)가 브레이크 디스크(10)에 압력을 가하면, 브레이크 디스크(10)의 회전에 저항을 발생시켜 바퀴의 회전 속도를 줄일 수 있다. 즉, 차량을 제동할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 브레이크 장치(100)의 사시도를 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 A-A단면도이다.
본 발명의 브레이크 장치(100)는 브레이크 디스크(10)의 일측이 삽입되는 주제동 캘리퍼 바디(110), 주제동 캘리퍼 바디(110)에 실장되며 브레이크 디스크(10)를 향하도록 브레이크 디스크(10)의 양면을 향하도록 한 쌍의 브레이크 패드(120)가 배치될 수 있다.
주제동 캘리퍼 바딩의 전방에 위치하는(차량의 외측을 향하는) 브레이크 디스크(10)를 제1 브레이크 디스크(10)라 하고 후방에 위치하는
본 발명의 브레이크 장치(100)는 대향형 캘리퍼 브레이크 장치(100)로서, 양측의 브레이크 디스크(10)가 동시에 움직이며 브레이크 디스크(10)를 가압하는 형태로 브레이크 디스크(10)에 대해 주제동 캘리퍼 바디(110)의 위치는 브레이크 패드(120)의 이동 방향으로 동일한 위치에 배치된다.
브레이크 패드(120)는 제1 면이 마찰면으로 제1 면이 서로 대향하도록 한 쌍이 배치되고 한 쌍의 브레이크 패(121, 122)드 사이의 공간(113)에 브레이크 디스크(10)의 일측이 삽입될 수 있다.
대향형 캘리퍼 브레이크는 좌우 대칭으로 휠의 내측과 외측이 동일한 구조를 가질 수 있으나, 본 발명의 브레이크 장치(100)는 주차 브레이크 (160)일체형으로 일측에만 주차 피스톤(164)이 위치하여 비대칭 구조를 가진다.
주차 브레이크(160)는 주차 시 차량이 밀리지 않도록 휠을 고정하는 장치로서 마찰을 이용하여 휠의 회전속도를 줄이는 주제동 브레이크(150)와 구분될 수 있다.
주제동 브레이크(150)는 마찰을 이용하여 휠의 속도를 감속하나, 주차 브레이크(160)는 별도의 케이블이나 링크 장치를 이용하여 휠의 회전을 제한한다. 종래에는 기계식 방식을 주로 이용하였으나, 최근에는 모터를 이용하는 전자주차브레이크(EPB: Electronic Parking Break)가 주로 차량에 적용된다.
종래의 주차 브레이크(160)는 드럼식을 이용하기도 하였으나, 최근에는 주제동 브레이크(150)의 브레이크 디스크(10)를 이용하여 주차 브레이크(160)까지 구현하고 있다.
전자 주차 브레이크(160)를 도입함으로서 별도의 조작없이 정차 시 자동으로 주차 브레이크(160)가 동작하고 다시 출발 시 주차 브레이크(160)가 해제되는 스탑앤고(stop and go) 기능을 탑재할 수 있어 차량의 기능이 확대될 수 있다.
전자 주차 브레이크(160)는 주차 모터를 이용하여 브레이크 디스크(10)를 가압하는 주차 피스톤(164)을 포함하며 주차 모터와 주차 피스톤(164) 사이의 동력 전달을 위한 복수개의 피니언 기어(163)를 구비할 수 있다.
주차 브레이크(160)는 주제동 브레이크(150)와 별도로 구비할 수 있으며 브레이크 디스크(10)에 가압하는 주차 피스톤(164)을 탑재한 주차 캘리퍼 바디(161)를 주제동 브레이크(150)와 별도로 브레이크 디스크(10)에 결합할 수 있다. 이러처럼 주제동 브레이크(150)와 주차 브레이크(160)가 독립적으로 구비된 형태는 2개의 캘리퍼 바디가 브레이크 디스크(10)에 결합된 형태를 이용할 수 있다.
본 발명은 구성을 단순화 하면서 부품의 개수를 줄이기 위해 주제동 브레이크(150)의 브레이크 패드(120)를 주차 시에도 이용하여 주제동 브레이크(150)와 주차 브레이크(160)를 일체형으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
다만, 주차 브레이크(160)는 주차 피스톤(164)과 모터(165)가 일측(배면방향)에 위치하므로 브레이크 디스크(10) 상에서 유동 가능한 슬라이드 캘리퍼 브레이크 에만 적용할 수 있다.
제동력 및 외관상 수려함으로 인하여 대향형 캘리퍼 브레이크에 대한 선호가 높아지고 있음에도, 주차 브레이크를 대향형 주제동 브레이크와 일체형으로 구현하는데 어려움이 있어 별도로 2개의 캘리퍼 바디를 장착해야하는 한계가 있었다.
본 발명은 대향형 캘리퍼 브레이크 시스템에서 전자 주차 브레이크(160)를 일체형으로 구현하기 위해 주제동 캘리퍼 바디(110)에 슬라이드 이동 가능한 주차 캘리퍼 바디(161)를 추가로 부가하여 주제동/주차 일체형 브레이크 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 주제동 브레이크(150)는 한 쌍의 브레이크 패드(121, 122)를 각각 가압하는 제1 주제동 피스톤(126)과 제2 주제동 피스톤(127)을 포함할 수 있다. 제1 주제동 피스톤(126)은 제1 브레이크 패드(121)의 제2 면에 접하도록 위치하고 제2 주제동 피스톤(127)은 제2 브레이크 패드(122)의 제2 면에 위치한다.
제1 주제동 피스톤(126)과 제2 주제동 피스톤(127)은 대칭적으로 동시에 움직이며 제1 브레이크 패드(121)와 제2 브레이크 패드(122)를 동시에 브레이크 디스크(10) 방향으로 이동시킨다. 이때 주제동 캘리퍼(110)의 브레이크 디스크(10)에 대한 위치는 변화하지 않는다.
제1 주제동 피스톤(126)과 제2 주제동 피스톤(127)은 각각 수평방향(y축 방향)으로 한 쌍 구비하여 수평방향으로 길이가 긴 브레이크 패드에 균일하게 힘을 가하여 제동력을 높일 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 브레이크 장치(100)의 주차 캘리퍼 바디(161)가 분리된 주제동 캘리퍼 바디(110)를 도시한 사시도이다. 일반적인 대향형 캘리퍼 바디는 상측이 막힌 형태를 가지나 주차 캘리퍼 바디(161)를 결합하기 위해 본 발명의 주제동 캘리퍼 바디(110)는 상측이 개방될 수 있다.
주제동 캘리퍼 바디(110)는 전방에 위치하는 제1 캘리퍼 바디와 후방에 위치하는 제2 캘리퍼 바디로 구성될 수 있으며 제1 캘리퍼 바디와 제2 캘리퍼 바디 사이에 형성된 내부 공간(113)에 브레이크 패드(120)가 배치될 수 있다. 주제동 캘리퍼 바디(110)의 내부공간의 하부는 브레이크 디스크(10)가 삽입되도록 개방되고 상부는 전술한 바와 같이 주차 브레이크(160)가 결합하기 위해 개방될 수 있다.
주차 캘리퍼 바디(161)가 안착 되도록 주제동 캘리퍼 바디(110)에는 안착부(116)가 형성되며, 제1 캘리퍼 바디에 형성된 제1 안착부(116a)와 제2 캘리퍼 바디에 형성된 제2 안착부(116b)를 포함할 수 있다. 제1 안착부(116a)와 제2 안착부(116b)는 모두 상면부분이 개방되며 브레이크 패드(120)의 제2 면을 부분적으로 노출시킨다.
도 5는 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 브레이크 장치(100)의 분해 사시도이다. 주차 캘리퍼 바디(161)는 주제동 캘리퍼 바디(110)의 상면에 위치하며 전후방향으로 연장된다.
주제동 캘리퍼 바디(110)의 후면 방향에 모터(165)와 주차 피스톤(164)이 위치하며 주차 피스톤(164)은 제2 캘리퍼 바디에 형성된 제2 안착부(116b)에 위치하고, 모터(165)는 주제동 캘리퍼 바디(110)의 후방에 위치할 수 있다.
주차 피스톤(164)는 브레이크 패드(120)의 수평방향(y축 방향)의 중앙에 위치할 수 있으며 수평방향으로 한 쌍이 배치된 주제동 피스톤(126, 127)의 중앙에 위치할 수 있다.
주차 캘리퍼 바디(161)가 주제동 캘리퍼 바디(110)의 상측에 결합하므로 주차 피스톤(164)은 주제동 피스톤(126, 127) 보다 약간 위쪽에 위치할 수 있다.
주차 캘리퍼 바디(161)의 전방은 제1 브레이크 패드(121)의 제2 면과 맞닿는 걸림부(162)를 포함하며, 제1 바디에 형성된 제1 안착부(116a)에 삽입된다.
주차 캘리퍼 바디(161)는 주제동 캘리퍼 바디(110)에 슬라이드 이동 가능하게 결합한다. 주차 피스톤(164)이 이동하는 방향, 즉 브레이크 패드(120)가 이동하는 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 주제동 캘리퍼 바디(110)에 형성된 가이드 홀(117)에 삽입되는 가이드 로드(167)를 통해 결합될 수 있다.
가이드 홀(117)은 주제동 캘리퍼 바디(110)의 전후방향 즉 주차 피스톤(164)의 이동 방향과 평행하게 연장되고 가이드 로드(167)는 가이드 홀(117) 내에서 슬라이드 이동 가능하다.
가이드 로드(167)를 주차 캘리퍼 바디(161)에 일체형으로 구성하는 경우 주차 캘리퍼 바디(161)를 주제동 캘리퍼 바디(110)에 결합이 어려운 바, 가이드 로드(167)를 가이드 홀(117)에 삽입한 후에 안착부(116)에 주차 캘리퍼 바디(161)의 걸림부(162)와 주차 피스톤(164)이 안착되도록 결합한다.
이후 가이드 로드(167)와 주차 캘리퍼 바디(161)를 조립볼트(168)를 통해 결합하여 가이드 로드(167)와 주차 캘리퍼 바디(161)를 조립한다. 주차 캘리퍼 바디(161)는 주제동 캘리퍼 바디(110)에 대해 z축 방향의 이동(전후방향 이동)은 가능한 상태로 다른 방향의 이동은 제한되도록 결합할 수 있다.
도 6은 도 2의 B-B단면도로서, 주차 브레이크(160)가 주제동 브레이크(150)에 결합된 상태를 확인할 수 있다. 제2 안착부(116b)는 전후 방향으로 개방되어 전방은 제2 브레이크 패드(122)의 제2 면이 노출되고 후방으로는 주차 피스톤(164)의 샤프트가 연장될 수 있다.
주차모터(165)와 주차 피스톤(164)은 평행하게 상하방향으로 배치되므로 주차 모터(165)의 회전력을 전달하기 위한 복수개의 피니언 기어가 배치될 수 있다.
주차 피스톤(164)은 모터(165)의 회전력을 전달받아 회전하는 피스톤 샤프트와 피스톤 샤프트 회전시 피스톤 샤프트의 연장방향으로 직선운동하는 실리더를 포함할 수 있다.
주차 피스톤(164)은 제2 브레이크 패드(122)의 제2 면과 맞닿아 있고, 주차 캘리퍼 바디(161)의 걸림부(162)는 제1 브레이크 패드(121)의 제2 면과 맞닿아 있다. 걸림부(162)와 주차 피스톤(164) 사이를 연결하는 상측부는 한 쌍의 브레이크 패드(120)의 상부를 가로질러 전후 방향으로 연장된다.
도 7은 도 6에서 주차 피스톤(164)이 동작하여 브레이크 디스크(10)를 브레이크 패드(120)가 가압한 상태를 도시한 도면이다.
주차 피스톤(164)은 길이가 길어지며 z축 방향, 즉 전방으로 힘을 가하며 제2 브레이크 패드(122)를 가압하여 브레이크 디스크(10) 방향으로 이동시킨다. 이때, 제2 브레이크 패드(122)가 브레이크 디스크(10)와 닿으면 주차 캘리퍼 바디(161)가 후면 방향으로 이동하며 제1 브레이크 패드(121)를 브레이크 디스크(10) 방향으로 이동시킨다.
제2 브레이크 패드(122)와 제1 브레이크 패드(121)는 동시에 이동할 수도 있고 전술한 바와 같이 제2 브레이크 패드(122) 이동 후에 제1 브레이크 패드(121)가 이동할 수 있다
주차 피스톤(164)이 연장되면 제2 브레이크 패드(122)를 가압하면서 동시에 주차 캘리퍼 바디(161)를 주차 피스톤(164) 연장방향의 반대 방향으로 밀어 (작용반작용) 제1 브레이크 패드(121)를 가압한다.
주차 피스톤(164)의 연장길이(d3)는 제1 브레이크 패드(121)의 이동거리(d1) 및 제2 브레이크 패드(122)의 이동거리(d2)의 합에 상응하며 제1 브레이크 패드(121)의 이동거리는 주차 캘리퍼의 이동거리와 동일하다.
주제동 캘리퍼 바디(110)는 대향형 캘리퍼 브레이크로서 z축 방향(전후방향)의 브레이크 디스크(10)와 상대적인 위치가 항상 동일하나, 주차 캘리퍼 바디(161)는 주차 시 주제동 캘리퍼 바디(110) 및 브레이크 디스크(10)에 대한 상대적인 위치가 달라지며 브레이크 패드(120)를 가압한다.
주차 캘리퍼 바디(161)의 동작은 슬라이드 캘리퍼 방식으로 본 발명의 브레이크 장치(100)는 주제동은 대향형 캘리퍼 방식을 이용하여 제동성능을 높이면서 동시에 슬라이드 캘리퍼 방식으로 구동하는 전자주차브레이크를 하나의 브레이크 패드(120)를 이용하여 구현할 수 있다.
주제동 캘리퍼 바디(110)를 주차 캘리퍼 바디(161)의 토크 멤버로 활용하여 주차 캘리퍼 바디(161)는 슬라이드 이동 가능하고, 주제동 브레이크(150)와 주차 브레이크(160)를 일체형으로 손쉽게 조립 분리가 가능한 장점이 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 브레이크 디스크
100: 브레이크 장치
110: 주제동 캘리퍼 바디
115: 스토퍼
116: 안착부
116a: 제1 안착부
116b: 제2 안착부
117: 가이드 홀
120: 브레이크 패드부
121: 제1 브레이크 패드
122: 제2 브레이크 패드
130: 주제동 피스톤
160: 주차 브레이크
161: 주차 캘리퍼 바디
162: 걸림부
165: 모터
164: 주차 피스톤
167: 가이드 로드
168: 조립볼트

Claims (16)

  1. 주제동 캘리퍼 바디;
    제1 면이 대향하도록 상기 주제동 캘리퍼 바디의 일측과 타측에 배치된 제1 브레이크 패드와 제2 브레이크 패드를 포함하는 브레이크 패드부;
    상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드의 거리가 가까워지도록 상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주제동 피스톤;
    상기 주제동 캘리퍼 바디에 결합하며, 상기 제1 브레이크 패드의 상기 제2 면에 걸리는 걸림부를 포함하는 주차 캘리퍼 바디; 및
    상기 주차 캘리퍼 바디에 실장되며 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주차 피스톤을 포함하며,
    상기 주차 피스톤이 상기 제2 브레이크 패드를 가압 시 상기 주차 캘리퍼 바디의 상기 걸림부는 상기 제1 브레이크 패드를 상기 제2 브레이크 패드를 향하여 이동시키는
    브레이크 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주제동 캘리퍼 바디는
    상기 제1 브레이크 패드의 제2 면 방향에 위치하며 상기 주차 캘리퍼 바디의 걸림부가 삽입되는 제1 안착부; 및
    상기 제2 브레이크 패드의 상기 제2 면 방향에 위치하며 상기 주차 피스톤이 위치하는 제2 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    브레이크 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 안착부는
    일측은 개방되어 상기 제1 브레이크 패드의 적어도 일부가 노출되고,
    타측은 상기 주차 캘리퍼 바디의 이동범위를 제한하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는
    브레이크 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 주제동 캘리퍼 바디는 상면이 개방되어 상기 브레이크 패드부의 상부를 노출시키고,
    상기 주차 캘리퍼 바디는
    상기 주제동 캘리퍼 바디의 개방된 상부의 적어도 일부를 커버하며 상기 걸림부와 상기 주차 피스톤 사이를 연결하는 상측부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    브레이크 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주제동 캘리퍼 바디는
    상기 주차 피스톤의 이동방향에 평행한 방향으로 연장된 가이드 홀을 포함하고,
    상기 주차 캘리퍼 바디는 상기 가이드 홀에 삽입되는 가이드 로드를 포함하며,
    상기 가이드 로드는 상기 주차 피스톤 구동 시 상기 가이드 홀을 따라 슬라이드 이동하는 것을 특징으로 하는
    브레이크 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가이드 로드를 상기 주차 캘리퍼 바디에 결합하는 조립볼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    브레이크 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주제동 피스톤은
    상기 제1 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제2 주제동 피스톤을 구비하며,
    상기 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 주제동 피스톤은 서로 대칭을 이루며 동작하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주차 피스톤 구동 시 상기 주차 캘리퍼 바디는 상기 주제동 캘리퍼 바디에 대해 상기 제2 브레이크 패드 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는
    브레이크 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 주차 피스톤 구동시 연장길이는
    상기 제2 브레이크 패드의 이동거리와 상기 주차 캘리퍼 바디의 이동거리의 합에 상응하는 것을 특징으로 하는
    브레이크 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 주제동 피스톤은 한 쌍이 상기 제2 주제동 피스톤의 이동방향에 수직 방향으로 한 쌍 구비되고,
    상기 주차 피스톤은 상기 한 쌍의 제2 주제동 피스톤 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는
    브레이크 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 주차 피스톤의 상측에 위치하며 상기 주차 피스톤에 구동력을 제공하는 주차모터; 및
    상기 주차모터의 힘을 전달하는 피니언 기어를 포함하고,
    상기 주차모터의 회전축은 상기 파킹 피스톤의 가압방향과 평행한 것을 특징으로 하는
    브레이크 장치.
  12. 브레이크 디스크;
    상기 브레이크 디스크의 일측 단부가 삽입되는 주제동 캘리퍼 바디;
    제1 면이 상기 브레이크 디스크를 향하도록 상기 주제동 캘리퍼 바디의 일측과 타측에 배치된 제1 브레이크 패드와 제2 브레이크 패드를 포함하는 브레이크 패드부;
    상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드가 상기 브레이크 디스크를 향하여 이동하도록 상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주제동 피스톤;
    상기 주제동 캘리퍼 바디에 결합하며, 상기 제1 브레이크 패드의 상기 제2 면에 걸리는 걸림부를 포함하는 주차 캘리퍼 바디; 및
    상기 주차 캘리퍼 바디에 실장되며 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주차 피스톤을 포함하며,
    상기 주차 피스톤이 상기 제2 브레이크 패드를 가압 시 상기 주차 캘리퍼 바디의 상기 걸림부는 상기 제1 브레이크 패드를 상기 제2 브레이크 패드 방향으로 이동시키는
    브레이크 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 주제동 피스톤은 상기 제1 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제2 주제동 피스톤을 구비하며,
    상기 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 주제동 피스톤은 서로 대칭을 이루며 동작하고,
    상기 주차 피스톤 구동시 상기 주차 캘리퍼 바디는 상기 주제동 캘리퍼 바디에 대해 상기 제2 브레이크 패드 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는
    브레이크 시스템.
  14. 차체;
    상기 차체의 하부에 위치하며 회전하는 휠;
    상기 휠에 결합하여 상기 휠과 함께 회전하는 브레이크 디스크;
    상기 브레이크 디스크의 일측 단부가 삽입되는 주제동 캘리퍼 바디;
    제1 면이 상기 브레이크 디스크를 향하도록 상기 주제동 캘리퍼 바디의 일측과 타측에 배치된 제1 브레이크 패드와 제2 브레이크 패드를 포함하는 브레이크 패드부;
    상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드가 상기 브레이크 디스크를 향하여 이동하도록 상기 제1 브레이크 패드와 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주제동 피스톤;
    상기 주제동 캘리퍼 바디에 결합하며, 상기 제1 브레이크 패드의 상기 제2 면에 걸리는 걸림부를 포함하는 주차 캘리퍼 바디; 및
    상기 주차 캘리퍼 바디에 실장되며 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 주차 피스톤을 포함하며,
    상기 주차 피스톤이 상기 제2 브레이크 패드를 가압 시 상기 주차 캘리퍼 바디의 상기 걸림부는 상기 제1 브레이크 패드를 상기 제2 브레이크 패드 방향으로 이동시키는
    차량.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 주제동 피스톤은
    상기 제1 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 브레이크 패드의 제2 면을 가압하는 제2 주제동 피스톤을 구비하며,
    상기 제1 주제동 피스톤과 상기 제2 주제동 피스톤은 서로 대칭을 이루며 동작하고,
    상기 주차 피스톤 구동시 상기 주차 캘리퍼 바디는 상기 주제동 캘리퍼 바디에 대해 상기 제2 브레이크 패드 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는
    차량.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 휠은 상기 차량의 외측을 향하는 외측면과 내측을 향하는 내측면을 포함하고,
    상기 제1 브레이크 패드는 상기 휠의 외측면에 위치하고
    상기 제2 브레이크 패드 및 상기 주차 피스톤은 상기 휠의 내측면에 위치하는 것을 특징으로 하는
    차량.
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