KR920006626B1 - 이중 디스크 브레이크 - Google Patents

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리 케이시 게리
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얼라이드 시그날 인코오퍼레이티드
제럴드 피. 루니
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
이중 디스크 브레이크
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따라 구성된 디스크 브레이크의 단면 평면도이고,
제2도는 제1도에서 도시된 다양한 구성요소의 정면도이고,
제3도는 인서트의 투상도이고,
제4도는 제1도 및 제2도에 도시된 캘리퍼 브리지의 부분 평면도이고,
제5도는 제1도에 도시된 4개의 브레이크 패드중의 하나의 평면도이고,
제6도는 제2도에 도시된 다른하나의 인서트의 투상도이고,
제7도는 제1도의 부분을 확대한 도면이고,
제8도는 개략적인 자유몸체힘 선도이고, 그리고
제9도는 본 발명의 다른 실시예이다.
[발명의 상세한 설명]
[배경 및 요약]
본 발명은 통상 디스크 브레이크에 관한것이며, 더욱 상세하게는 고정된 캘리퍼에 대해서 미끄럼가능하게 장착된 복수의 회전자 또는 디스크를 사용한 디스크 브레이크에 관한 것이다.
종래의 디스크 브레이크에 관련된 근본적인 문제중의 하나는 필요로하는 크램핑 하중이 주어진 토오크에 비해서 매우 높다는 것이다. 이러한 크램핑 하중을 발생시키기 위해서는 부피가 큰 캘리퍼가 요구된다. 이 캘리퍼의 크기는 감소된 직경의 디스크 또는 회전자의 사용을 필연적으로 수반한다. 높은 크램핑 하중은 마찬가지로 캘리퍼 내부에 큰 직경의 실린더의 사용을 요구하고 캘리퍼의 디프렉션과 연결되어 "스폰지"와 같은 느낌을 갖게하는 브레이크를 만들어낸다. 게다가, 높은 크램핑 하중은 증가된 열을 발생시키며, 종래의 디스크 브레이크는 열을 분산시키기 위해 많은 금속을 사용하여 드럼브레이크 이퀼리벤트(equilivent)보다 무겁다. 이중 디스크 브레이크의 주된 장점은 낮은 크램핑 하중이다. 낮은 크램핑 하중의 결과는 중량을 줄이고 이중 디스크 브레이크의 원가를 줄일수 있다.
종래의 이중 디스크 브레이크의 명백한 문제점은 디스크 브레이크가 디스크 브레이크의 허브에 묶거나 또는 브린넬(brinnerl)하는 경향이 있고 잡음이 발생하기 쉽다는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 복수의 환형의 회전자는 디스크에 스프라인식으로 부착되어 있다. 복수의 회전자는 열을 신속하게 분산시키는 증대된 면적을 갖고 있으며, 따라서 라이닝 온도를 비례적으로 감소시키고 빠른 페이드(fade)현상 회복을 제공한다. 더욱 상세히는, 본 발명의 1 실시예의 스프라인식 설계는 디스크 허브에 형성된 복수의 홈과 2개의 회전자의 각각에 형성된 동일한 복수의 톱니들을 포함하고있다.
본 발명의 다른 하나의 실시예에 있어서는 톱니가 디스크 호브위에 형성되어 있고 또한 홈이 회전자에 형성되어 있다. 표면정화처리된 스테인레스 강 라이너는 홈에 장착되어있고 비교적 연성의 디스크 허브를 통하여 톱니로 부터의 하중을 분포시키는 방식으로 대응하는 톱니를 수용한다. 이 라이너는 아치형으로 형성되어 있으며 토오크를 흡수하고 회전자를 완화시키기 위하여 변형가능한 벽을 포함하고 있다. 대단히 높은토오크 레벨에서 이 변형가능한 벽은 외부로의 바닥에 부딪치며 이것은 디스크 허브의 위에서 힘의 분포를 향상시킨다. 다른 하나의 실시예에서, 이 라이너는 제동시에 스쿠아밍(squirming)의 양을 줄이기 위해 디스크를 한쪽 방향으로 가압하는 만곡면과 피부하되는 편평한 면을 가지고 있다. 또 다른 하나의 실시예는 평행면을 갖춘 회전자 톱니를 사용하고 있다. 이러한 방식으로 회전자는 이 회전자가 디스크 허브내로 가압됨에 따라 홈의 바닥에 의해서 위치되는 것이 아니라 톱니의 면에 의해서 위치되며, 이에따라 유도(guidance)의 손실없이 더 큰 열 팽창을 허용한다. 본 발명의 미끄럼 식 이중 회전자 형태를 이용함으로서, 캘리퍼 하우징의 구성에 관하여 여러가지 선택이 가능하다. 이들 선택중의 하나는 스템핑 가공된 강으로 만든 캘리퍼 브리지를 사용하는 것이다. 이것은 캘리퍼와 각각 회전자와의 사이에 발생되는 크램핑 하중이 둘중의 하나의 요소에 의해서 감소되므로 가능하다. 더욱이, 본 발명에 있어서 캘리퍼는 스티어링 너클에 고정하여 장작되어 있는데 반하여 종래의 설계에 있어서는 캘리퍼가 토오크를 흡수하는데 필요하는 하편 스티어링 너클에 미끄럼 가능하게 부착되어 있다. 브레이크의 중요한 특성은 유체강성 즉 소정의 량에 의해서 적용된 토오크를 변화시키기 위해 증가(또는 감소)되는 유체의 체적이다. 이 유체강성은 캘리퍼의 강도 또는 구조적감성에 의해서 영향을 받고 이것은 캘리퍼가 유체를 다소 편향되게 하는 경우에 따라서는 적용된 토오크를 변화시키는데 필요하다.
본 발명에서, 피스톤의 설계면적은 1개의 디스크 브레이크의 피스톤면적의 1/2이 되고 그래서 캘리퍼의 브리지는 시스템의 전체에 걸친 강성에 대한 상태가 동일하므로 1/2로 만들 수 있다. 실제의 실시에 있어서, 한쌍의 디스크 설계는 종래의 브레이크보다 일반적으로 30% 내지 50% 더 견고하다. 이중 디스크 브레이크에 의해서 나타나는 대응요소는 4개의 패드가 2개 대신 연속으로 사용되므로 전체의 패드 압축이 증가될수 있다는 것이다. 하지만, 실제의 실시에 있어서, 전체의 패드 면적이 더 크므로, 그 두께는 감소될수 있어 이러한 결과를 상세시킨다. 또한, 일반적으로 브레이크에서 필요한 전체 마찰재질은 마모특성과 바람직한 수명에 의해서 결정된다.
본 발명의 한쌍의 디스크 브레이크에 있어서 브레이크 효과가 4개의 패드에 분리되므로, 각각의 패드는(2개의 패드 브레이크와 비교할때) 1패당 절반의 마모로 나타난다. 결과적으로, 작동온도는 낮아지고 마모는 감소된다. 그러므로 본 발명에 있어서의 사용되는 라이닝 재질은 종래의 브레이크 라이닝의 1/2 두께로 될수있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예는, 바퀴에 장작되기위해 채택된 디스크 허브와, 복수의 환형의 회전자 또는 디스크와, 회전자가 디스크 허브와 함께 회전하고 회전방향과 대체로 직각을 이루는 제1방향으로 자유롭게 미끄럼 이동되도록 회전자를 디스크 허브에 장착하기 위한 부재와, 복수의 대향배치된 브레이크패드 각각의 회전자와 결합된 브레이크패드, 그리고 회전자와 연속마찰 결합상태로 브레이크 패드를 가압하기 위한 부재로 구성되어 있는 디스크 브레이크를 포함하고 있다.
특히, 성형가공된 라이너는 디스크 허브상의 홈과 각각의 회전자상의 톱니와의 사이에 끼워넣는다. 라이더의 제2세트는 미끄럼이동을 향상시키고 마찰을 축소하기 위해 캘리퍼 브리지와 복수의 브레이크 패드와의 사이에서 설치되어 있다. 본 발명의 많은 다른 목적과 목표는 이하에서 도면의 상세한 설명으로부터 명백해 질것이다.
제1도와 제2도는 종래의 차량바퀴(21)내부에 장착된 이중디스크 브레이크(20)를 도시하고 있다. 이 브레이크(20)는 원통디스크 허브(22)를 포함하고 있다. 이 디스크 허브는 축방향으로 뻗어있는 원통형 벽(24)과 방사상으로 뻗어있는 대체로 편평한 벽(26)을 포함하고 있다.
제1도에 예시된 구성은 전륜구동차량에 사용되는 전형적인 디스크 브레이크이다. 바퀴(21)는 바퀴허브(28)에 장착되어 복수의 러그(30;lug)에 의해서 체결된다. 바퀴허브는 주지의 다양한 스티어링 너클(32)에 의해서 지지되어있다. 바퀴허브는 구동축(34)에 구동가능하게 연결되어 있다. 본 발명은 전류구동차량에 관련하여 예시되었지만 본 발명은 차량의 어떤 바퀴라고 제한하지 않으므로 차량의 어떤 바퀴든지 채용가능하다는 것은 이해하여야만 한다.
바퀴(21), 바퀴허브(28), 구동축(34), 및 러그(30)는 도면의 복잡성을 피하기 위해 제1도에 도시하지 않았다. 디스크 허브(22)는 바퀴허브(28)와 바퀴(21)에 장착되도록 되어있다. 이러한 장착부재는 다양한 러그(30)가 수용되는 복수의 트인구멍(40)을 포함할 수 있다. 벽 (24)의 외부는 다각형 구조로서 형성 되어 있다. 더욱 상세하게는 제2도에 예시된 바와같이, 이 구조는 방사상벽(26)에 수직으로 뻗어있는 5개의 측면(44)을 갖고있는 5각형의 형상으로 되어 있다. 이들 측면의 각각의 교차점에서 형성된것은 축방향으로 뻗어있는 홈 또는 슬롯(46a-e)이다. 각각의 홈(46)은 이 홈으로부터 외부로 뻗어있는 바닥(47)과 벽(49)을 포함하고 있다. 홈 또는 슬롯(46)내부에 미끄럼가능하게 수용되는 것은 제1 및 제2회전자 또는 디스크(50a, 50b)이다. 회전자와 디스크라는 용어는 여기에서 교환가능하계 사용된다. 회전자는 바람직하계 주철로 제조되지만 다른 재질로도 제조될 수 있고 실제로 환형의 링과 동일한 구조를 이루고 있다. 각각의 회전자(50a, 50b)의 내부 에지(54)로 부터 내측으로 뻗어있는 것은 복수의 톱니(56a-e, 58a-e)이다.
제2도는 회전자의 톱니의 위치를 도시한 회전자(50a)의 평면도이다. 동일한 갯수의 톱니(58a-e)는 회전자(50b)(제2도에 단지 톱니(58c)만을 도시하고 있음)에 유사하게 조립되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예는 5개의 홈과 5개의 등각적으로 형성된 톱니(56, 58)를 활용한다. 브레이크를 사용하는 동안 회전자(50a, 50b)의 진동을 최소화 하도록 홀수의 홈과 톱니를 활용하는것은 바람직하다는 것은 알려져 있다. 제2도에 예시된 홈과 톱니의 갯수는 5개인 반면, 다소 또는 짝수 또는 홀수개의 홈과 톱니는 본 발명의 범위내에 있다는 것은 이해하여야만 한다.
본 발명에 따라 제조된 디스크 브레이크의 원가 및 중량을 감소하기 위해, 디스크 허브(22)는 회전자에 사용되는 내구력을 가진 재질로 제조될 필요는 없다. 더욱이, 홈(46)내에서 미끄럼 이동하도록 회전자의 능력을 향상시키기 위해, 디스크 허브의 더큰 면적에 걸친 압축하중을 분포시키기위해, 용력과 부식작용을 감소시키기 위해, 그리고 디스크 허브에 대해서 회전자의 진동과 잡음을 감소시키기 위해, 복수의 스프링 인서트(60a-e)가 디스크 허브에 고정되어있고 회전자(50)의 다양한 슬롯(46)과 톱니(56,58)와의 사이에 위치되어 있다. 이들 다양한 인서트(60)의 두께는 도면에 인서트를 확실히 도시하기 위해 확대되었다는 것은 이해하여야 한다.
인서트(60)와 같은 전형적 인서트는 제3도에서 예시되어 있다. 각각의 인서트의 형상은 대체로 바닥(62)과 탄성벽(64, 66)을 갖춘 U자형이다. 제2도, 제3도 및 제8도에 도시한 바와같이, 벽(66)과 같은 적어도 하나의 벽이 디스크 허브(22)에 대해서 회전자를 효과적으로 스프링 가압하도록 아치형으로 형성되어 있다. 조립할때, 인서트(60)는 각각의 홈(46)에 설치되며 또한 복수의 연장탭(68a, 68b)에 의해서 디스크 허브에 체결된다. 브레이크가 사용될때, 회전자는 아치형 벽(66)을 압축하는 디스크 허브(22)에 대해서 가압되며, 이에 따라 홈(46)의 길이를 따라서 압축하중이 분포된다.
이러한 점에서 본 발명의 구조와 종래의 디스크 브레이크의 구조를 예시적으로 비교하고 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 회전자(50)는 디스크 허브(26)에 대해서 미끄럼 이동하도록 설계되었다. 부가적으로 각각의 회전자의 내부표면(54)은 브레이크 허브와 접촉하지 않는다. 반면에, 종래의 회전자는 측면방향으로 이동할 수 없다(미끄러지는 것은 캘리퍼이다). 게다가, 이들 종래의 회전자는 다른 차량 또는 바퀴구성요소와 전체 접촉하고 있으므로 내측으로 뻗을 수가 없다.
결과적으로 이들 종래의 회전자가 뻗으면서 비틀려지는데, 이리한 비틀림은 급제동중에 종종 감지되는 진동을 야기한다.
반면에, 제2도에서 도시한 바와같이, 뻗어있는 톱니를 제외하고 환형의 회전자(50)의 내부측의 중요부분은 디스크 허브(22)의 면(44)으로부터 간격이 떨어져 있어서 본 발명의 회전자는 자유로이 뻗으며 비틀림이 줄어들거나 또는 전체적으로 제거된다. 게다가, 종래의 디스크 브레이크는 부분적으로 회전자의 비틀림에 기인하는 급제동시에 발생하는 마찰음을 종종 발생시킨다. 본 발명의 회전자는 튀틀림이 작으며, 또한 소음이 상당히 적다. 제동작용시에 큰 열량이 발생된다. 이러한 열은 열 비틀림을 야기시키는 것을 피하기위해 회전자를 통해서 분산시켜야 하는데, 종래의 회전자는 열분산을 돕도록 가끔 공기를 유동시키게 되어있어 회전자의 무게를 증가시켰다.
본 발명의 회전자도 역시 열을 분산시켜야 한다. 분산은 무게가 증가됨이 없이 2개의 회전자의 증가된 표면에 의해서 향상된다.
제7도는 바닥(47b)과 뻗어있는 벽(49b, 49b')을 도시한, 홈들중의 하나(46b)의 확대도이다. 홈(46b)에 삽입되는 것은 바닥(57b)과 측면(59b, 59b')을 갖추고 있는 톱니(56b)이다. 톱니(56b)와 슬롯(46b)과의 사이에 위치된 것은 인서트(60b)이다. 톱니측면(59)의 각도와 또한 홈(46b)의 측면(49)의 각도는 접촉압력을 최소화하도록 그리고 회전자의 움직이는 경향을 최소화하도록 선택되었다. 이러한 효과는 회전자로부터 허브쪽을 나타난 힘이 측면방향힘과 토오크와 결합하기 때문에(마찰접촉은 캘리퍼에 집중되어 있으므로)발생한다. 그러므로 각각의 톱니는 회전할 동안에 크기와 방향이 변하는 합력벡터를 갖는 힘의 결합을 하고 있다.
본 발명에 있어서 톱니의 각도는 크기가 가장 큰 회전의 지점에서 합력 벡터에 수직으로 이루어져 있으며, 따라서 회전하는 동안에 회전자가 계속해서 위치 변위되는 경향을 제거한다.
상기에서 언급한 각도를 결정하는 방법은 디스크 허브(22)와 하나의 회전자(50)의 개략적인 자유-몸체선도인 제8도를 참조하여 개시될 것이다. 브레이크 캘리퍼(70)(이하에서 기술됨)의 작동에 따라 반작용힘벡터(F)는 각각의 회전자에서 발생된다. 이 반작용 힘벡터는 디스크 허브(22)의 증앙으로 이동될수 있으며 동일한 마찰힘(FR)과 비틀림 힘(TR)으로 각각 표시된다. 축방향 마찰힘(FR)의 분력은 제2도에 도시된 각각의 톱니(56)의 개략의 위치에서 위치된 수평력 벡터로 도시되어 있다. 비틀림 반작용 토오크(TR)의 분력은 각각의 톱니(56)의 각각의 위치의 어느 점에서 방사상으로 작용하는 벡터(TRi)로서 도시되어 있다. 각각의 축방향 및 비틀림 반작용 벡터 분력은 각각의 톱니위치에서 합성반작용힘을 발생하도록 종래의 벡터표시법을 사용하여 합성시켰다. 도시한 바와같이, 각각의 톱니에 적용된 다양한 반작용힘(R1-R5)은 제동시에 크기와 방향에 있어서 함께 변화한다. 제동시에, 최대 합력은 점(A, B) 사이의 어디에서 발생할 것이다. 그래서 측벽(59b')의 각도와 벽(49b')의 각도는 마주보는 동일한 각도의 대향측벽(59b, 49b)과 함께 합력벡터(R5)에 수직이 되도록 선택된다. 상기 관계가 결정되었을 때, 다른 톱니와 홈의 기하학적 형상은 동일하다.
상기 서술한 바와 같이, 제1도 및 제2도에 도시된 본발명에 관한 대안실시예는 평행으로 톱니와 홈의벽을 조립함으로써 성취될 수 있다. 톱니의 바닥(57)이 라이너(60)로 부터 충분한 간격으로 떨어져 있어서 바닥이 디스크 허브(22)의 홈 내부에서 회전자를 중심 맞추기 할 필요가 없다는 것은 예측할 수 있다. 디스크 허브에 대해서 회전자의 중심맞추기와 위치설정은 라이너의 스프링 또는 만곡된 면의 모든것이 회전자톱니를 홈의 대향 벽으로 가압함으로써 성취된다. 이러한 방식으로 회전자는 회전자의 온도가 증가함에따라 자유롭게 뻗을 수 있다.
제9도는 본 발명의 대안 실시예를 도시한 것으로 여기에서 디스크허브(22)는 복수의 방사상 방향으로 뻗는 톱니(200)를 포함하고 있으며 50a'와 50b'와 같은 2개의 디스크의 각각은 톱니(200)를 수용하기 위해 홈을 포함하고 있다. 제9도는 단지 디스크(50a')를 예시하고 있다.
제1도 및 제2도를 다시 참고해 보자 바퀴(21)의 운동을 느리게 하기 위하여 본 발명은 일반적으로 70으로 도시된 브레이크 캘리퍼 조립체를 이용한다. 이 캘리퍼 조립체는 입구포오트(75)를 통해서 브레이크유체가 수용되는 실린더(74)를 형성하고 있는 하우징(72)을 포함하고 있다. 실린더내부에 왕복운동적으로 위치된것은 피스톤이다. 적절한 밀봉은 브레이크 유체가 누출되는 것을 방지하기 위해서 하우징(72)과 피스톤(76)과의 사이에 사용된다. 피스톤의 연장 면(78)은 제1맞물림 표면을 형성하고 있다. 하우징(72)으로부터 뻗어있는 것은 캘리퍼 브리지(80)이다. 캘리퍼 브리지(80)는 브리지 또는 측방향으로 뻗어있는 브리지부분(86)과 끝면(84)을 포함하고 있다. 끝면(84)은 브리지부분의 일부분으로 일체로 형성될 수 있거나 또는 분리될 수 있다. 끝면은 제2맞물림 표면(84)을 형성하고 있다. 브리지 부분(86)은 아치형이고 볼트(82)등에 의해서 체결될수있다. 브리지 부분(86)은 제4도에서 부분적으로 분리되어 도시되어있다. 브리지 부분(86)은 만곡된 상부 및 하부표면(90, 91)을 포함하고 있다. 이 표면(90, 91)은 끝(92a, 92b)에서 테이퍼져 있다. 제2도에서 도시한 바와같이, 브리지 부분(86)의 그끝(96)은 하우징의 상부부분(98)의 결합표면(96')에 맞물려 있다.
캘리퍼 브리지의 테이퍼진 측면(92a, 92b)은 복수의 브레이크패드(108a-d)를 지지하고 있다. 각각의 브레이크 패드(108a-d)는 백킹플레이트(110e)와 마찰재질(112)의 패드를 포함하고 있다. 제2도에서 도시한 바와같이, 제1회전자(50a)는 브레이크 패드(108a, 108b)와의 사이에 삽입되어 있는 반면에 제2회전자(50a)는 브레이크 패드(108c, 108d)와의 사이에 삽입되어 있다.
상기한 바와 같이, 캘리퍼 브리지(80)의 브리지 부분(86)은 테이퍼진 측면(92a,92b)을 포함하고 있다.바람직하게 강철로 만들어진 각각의 백킹 플레이트(110a-d)는 안으로 돌출하고 있는 텝(122a,122b)과 캘리퍼 브리지(80)의 아치형 하부표면(91)에 등각을 이룬 아치형 중간 표면을 포함하고 있다. 텝(122)과 중간표면(124)은 측면(92a,92b)과 동일한 형상을 갖고 있는 홈(l20a, 120b)을 형성하기 위해 협동하고 있다.
다양한 백킹플레이트(1l0a-d)는 하우징(72)에 부착하기전에 캘리퍼 브리지 위에서 미끄럼 이동하게 되어 있다. 접선 및 방사상 방향에서 다양한 백킹 플레이트(110)의 체결은 홈(l20)을 구비한 테이퍼진 끝(92)에 협동으로 성취된다. 인서트(130)(제2도, 제4도 및 제6도 참조)와 같은 인서트 또는 라이너는 각각의 테이퍼진 측면(92a,92b)과 백킹플레이트의 홈 사이에 위치되어 있다. 조립중에 인서트(130)는 잡음을 방지하기 의해 캘리퍼 브리지에서 떨어져 있는 다양한 백킹 플레이트를 약간 가합한다. 추가적으로 이러한 인서트(130)는 표면경화 처리된 스테인레스 강으로 제조되고, 테이퍼진 측면(92a, 92b)의 길이를 따라 압축하중을 분포시키고, 캘리퍼 브리지와 백킹플레이트의 마모를 줄이고 부식을 방지하기 위해 백킹플레이트가 미끄럼 이동될수 있는 부드러운 표면을 제공하고 있다는 것은 예측할 수있다.
상기 서술한 바와 같이, 홈(120a, 120b)은 각각 테이퍼진 측면(92a, 92b)을 따라 수용된다. 측면(92a, 92b)의 표면의 각도가 홈(120)의 각도는 각각의 패드(108)(예를들어 백킹플레이트(108)의 탭(122))에서 마찰힘(FF)(제4도 참조)에 대한 반작용이 각각의 홈의 상부 및 하부표면에 수직되도록 맞추어져 있다. 이 관계는 측면(92a, 92b)의 표면에 수직으로 작용하는 2개의 힘(F1, F2)으로 분해된 전형적 브레이크 패드(108)를 향한 마찰힘(FF)에 대한 반작용을 예시하는 제4도로 부터 이해될수 있다.
작동중에, 피스톤(76)의 작동전에 바퀴(21), 디스크 허브(22), 및 다양한 다른 구성요소들은 자유롭게 회전하고 있다. 추가적으로 디스크 허브(26)에 부착된 회전자(50a, 50b)는 브레이크패드(108)의 다양한 쌍들에 대해서 회전하고 있다. 브레이크 페달을 누름에 따라, 피스톤(76)은 하우징(72)으로부터 외부로 이동되어, 이에따라 다양한 브레이크 패드가 연속적인 방식으로 회전자와 맞물린다. 예로서, 마찰재질패드(112d)는 회전자(50a)의 위에서 피스톤(76)에 의해 가압된다. 이 작용은 회전자를 이동시켜 대향 위치된 마찰재질패드(112c)와 접촉시킨다. 따라서, 유사한 방식으로, 백킹플레이트(110c)는 마찰재질패드(112b)를 가압하여 회전자(50b)와 접촉하고 이것은 차례로 마찰재질패드(112d)에 대해서 회전자(50b)를 가압한다. 상기이동은 다양한 마찰패드와 이 마찰패드에 대응하는 회전자 사이에 마찰적 맞물림을 일으키고, 이에따라 바퀴의 회전운동을 감속시킨다. 브레이크 페달의 누름을 해제함에 따라, 실린더(74)내부에 압력은 감소되고 또한 상기 기술된 다양한 마찰패드와 회전자시이에 마찰적 맞물림은 해제된다. 따라서, 다양한 마찰패드는 회전자에 대해서 밀접하게 위치되어 유지하고 있다.
상기로 부터 본 발명은 다양한 회전자의 회전속도를 줄이기 위해 연속적인 방식으로 맞물리는 4개의 마찰표면을 활용한다. 2쌍의 브레이크 패드를 사용함으로서, 본 발명은 1개의 회전자와 1쌍의 대향위치된 마찰패드를 이용하는 종래의 디스크 브레이크에 비해서 제동작용힘이 두배이다. 그래서, 종래의 캘리퍼/디스크브레이크에 요구하는 것과 동일한 제동작용힘을 성취했을때, 이전에 사용한 힘의 1/2을 소비하는 것만이 필요하다. 브레이크를 작동하기 위해 필요로 하는 힘에 있어서의 이 축소는 동력 브레이크 부우스터에 대한 필요성을 제거하기위해 충분히 될 수 있다. 게다가 제동작용힘이 4개의 백킹플레이트에 의해서 캘리퍼 브리지를 가로질러 분포되므로, 캘리퍼 하우징과 브리지는 얇고 가볍게 만들수 있으며, 이에따라 전체의 차량중량효율을 개선할 수 있다.
이 브레이크의 근본적인 장점은 제동효과가 2개 대신에 4개의 마찰표면 사이에서 분포된다는 것이다.
이 특성은 여러가지의 방식으로 장점을 얻을 수 있다.
첫째로, 크램핑 하중이 1/2이면, 힘이 1/2인 캘리퍼의 사용을 허용함으로써 브레이크 토오크에 있어서의 소정의 변화에 영향을 주기위해 요구된 유체의 체적에 의해서 형성된 것과 동일한 유효강성을 유지한다. 회전자의 증대된 표면면적은 열의 대기중으로의 전달을 증진시킨다. 부가적으로 회전자의 내경은 증가될수 있으므로 브리지 구조의 돌출부(150)를 줄일수 있고, 더욱이 더욱 앎은 브리지를 허용한다. 예를들면, 회전자의 내경을 증가시킴으로서, 브레이크 패드를 가로질러 작용하는 압축힘은 캘리퍼 브리지 쪽으로 더욱 밀접하게 움기직여서 캘리퍼 브리지가 견디어야만하는 비틀림힘을 축소시킨다. 브리지가 더욱 얇아지면 더욱 큰 직경의 브리지의 사용이 허용되며 더욱이, 요구되는 크램핑 힘은 줄어들고 회전자의 표면적은 증가한다. 회전자의 더 큰 내경은 스플라인식으로 부착된 더 큰 직경의 사용을 허용하여 각각의 톱니상의 하중을 감소시킨다.
우수한 냉각작용에 의해서 발생되는 감소된 온도는 얇은 마찰재질패드의 사용을 허락하여 라아닝재질의 내구력을 개선시킨다. 또한, 마모가 4개의 마찰재질패드에 걸쳐서 본포되므로 패드의 두께는 더 감소될수있다. 마찰표면에 대한 감소된 열투입은 각각의 회전자가 회전자를 환기시키기 위한 필요성을 제거하여 종래의 회전자의 중량을 1/2로 줄일수 있다는 것을 의미한다. 게다가, 회전자는 예를들면 스템프 가공된 강,동, 알루미늄과 같은 대체재질을 사용함으로써 모양이 더욱 간단해진다.
본 발명의 상기 기술된 실시예에서 물론 많은 변화와 이 본 발명의 범위로 부터 벗어남이 없이 수행될수 있다. 따라서 그 범위는 단지 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 한정되어 진다.

Claims (5)

  1. 디스크 브레이크(20)에 있어서; 바퀴(21)에 장착되도록 채택된 디스크 허브(22); 복수의 편평한 환형의 회전자 또는 디스크(50a, 50b) , 회전자가 디스크 호브(22)와 함께 회전하고 바퀴의 회전방향과 수직인 제1방향으로 자유롭게 미끄러지도록 회전자(50a, 50b)를 디스크 허브에 부착하기 위하여 회전자와 디스크 허브에 의해서 형성된 부재; 각각의 회전자(50a, 50b)에 한쌍씩 결합되고 대향하여 위치된 복수쌍의 브레이크패드(108a,108b,108c,108d) 및 브레이크패드를 각각 회전자와 마찰 맞물림 상태로 가압하기 위한 부재로 구성되어 있으며; 여기에서 부착부재는 제1방향으로 뻗어있는 복수의 홈(46)과 대응하는 홈 내부에서 미끄럼 가능하게 수용되어있는 복수의 톱니(58,58)를 포함하고 있으며; 각각의 홈은 편평한 바닥(47)과이 바닥(47)으로부터 각을 이루어 외측으로 뻗어있는 벽(49)으로 구성되어 있으며; 상기 부작부재는 각각의 홈(46)과 대응하는 톱니(56,58)와의 사이에 인서트 또는 라이너(60)를 더 포함하고 있으며; 상기 인서트는 홈(46)의 바닥(47)에 설치하기 위해 채택된 바닥(62)과 바닥으로부터 외부로 뻗는 벽(64,66)을 포함하고 있으며; 인서트(60)의 벽들(64,66) 중의 하나는 대응하는 홈의 대향벽쪽으로 대응하는 톱니를 가압하도록 아치 형으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
  2. 제1항에 있어서, 아치형 인서트벽은 회전방향에 반대방향으로 회전자를 가압하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
  3. 제1항에 있어서, 인서트는 인서트를 브레이크 허브에 체결하기 위한 부재를 포함하고 있으며, 체결부재는 각각의 디스크 허브(22)(의 끝)의 끝벽에 고정하기해 채택된 하나의 벽으로 부터 뻗어있는 복수의 텝(68)을 포함하고 있는것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
  4. 제1항에 있어서, 복수의 홈(46)은 디스크 허브(22)에 형성되어있고 제1방향으로 뻗어있으며, 각각의 회전자는 내부에지로 부터 뻗어있는 복수의 톱니(56,58)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
  5. 제1항에 있어서, 벽들중의 하나의 각도는 최대합성 마찰반작용 힘에 수직이 되도록 선택되었으며, 다른 벽의 각도는 동일하고 방향은 마주보는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
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