KR100537068B1 - 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 브레이크의 제동시 디스크의 회전토크에 따른 캘리퍼 하우징에 발생되는 모멘트에 의해 슬라이딩 핀 부위에서 발생하는 소음 및 진동을 효과적으로 억제시킬 수 있는 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리에 관한 것이다.

Description

디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리{Caliper assembly for a disc brake}

본 발명은 자동차용 디스크 브레이크에 장착되는 캘리퍼 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디스크 브레이크의 제동시 디스크의 회전토크에 따른 캘리퍼 하우징에 발생되는 모멘트에 의해 슬라이딩 핀 부위에서 발생하는 소음 및 진동을 효과적으로 억제시킬 수 있는 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 자동차의 디스크 브레이크에는 제동시 디스크를 압착하여 제동력을 발생시킬 수 있도록 캘리퍼 어셈블리가 구비되어 있다.

이러한, 캘리퍼 어셈블리의 구조는 미국특허 제 5,860,496호, 제 6,257,378호 등에도 상세하게 기재된 바, 차체에 고정되는 캐리어와, 캐리어의 내측에 배치되며 휠과 함께 회전되는 디스크의 양측면을 압착하여 제동력을 발생시키는 한 쌍의 패드 및 피스톤이 내장된 캘리퍼 하우징을 포함한다.

패드는 피스톤측에 위치된 인너패드와, 인너패드의 반대편에 위치된 아웃터 패드로 구성되고, 상기 인너패드와 아웃터 패드는 각각 인너 패드플레이트와 아웃터 패드 플레이트에 부착 고정된다.

캘리퍼 하우징은 후방부 중심에 피스톤이 진퇴운동할 수 있도록 가공된 보어와, 전방부에 하측방향으로 굽어지게 형성되어 아웃터 패드플레이트를 감싸는 한 쌍의 핑거부를 구비한다.

보어의 내주면에는 제동유압이 해제되면 피스톤을 복원시키도록 탄성재질의 시일이 설치되며, 이러한 보어를 중심으로 캘리퍼 하우징은 좌우 대칭되게 마련된다.

캐리어의 양 단부에는 정원형태를 갖는 소정 깊이의 핀 홀이 형성되며, 캘리퍼 하우징에는 상기 핀 홀에 삽입될 수 있도록 실린더 형상을 갖는 슬라이딩 핀이 볼트 고정되어 있다.

디스크는 인너패드와 아웃터패드 사이에 외주 일부가 삽입되도록 배치되며, 제동작용이 이루어지지 않는 경우에는 이들과 일정한 간극을 유지하면서 휠과 함께 회전운동한다.

위와 같은 구성의 디스크 브레이크를 갖춘 자동차가 주행하고 있는 상태에서 운전자가 브레이크 패달을 밟게 되면, 마스터 실린더에서 발생된 제동유압이 유압라인을 통해 보어 내부로 전달된다.

그러면, 제동유압 전달에 의해 피스톤이 전진하여 인너 패드플레이트가 디스크 측으로 밀림으로써, 인너패드가 디스크에 압착되어 제동력이 발생된다.

아울러, 보어 내부에는 유압이 잔존하기 때문에 캘리퍼 하우징 자체가 반대방향으로 이동함으로써, 이것에 의해 한쌍의 핑거부가 아웃터 패드플레이트를 디스크 측으로 밀고 아웃터패드는 디스크에 압착되어 제동력을 발휘한다.

그리고, 운전자가 브레이크 패달에서 발을 떼면, 피스톤은 시일의 탄성력으로 인해 복원되며, 인너패드와 아웃터패드는 다시 디스크로부터 일정간격 이격된다.

한편, 상기한 캘리퍼 어셈블리에 의한 디스크 브레이크 제동과정에 있어서, 핀 홀 내에서 슬라이딩 핀이 슬라이딩 이동됨에 따라 캘리퍼 하우징이 캐리어에 대하여 진퇴운동이 가능하도록 되며, 이에 관련된 상세한 기술적 구성은 실용신안공개 제1999-013918호에서도 이미 구체적으로 기술되어 있다.

상기와 같은 캘리퍼 어셈블리는 캐리어에 형성된 정원형태의 핀 홀 내에 실린더 형상으로 가공된 슬라이딩 핀이 삽입되어 전후방향으로 슬라이딩 가능한 구조를 이룬다.

이에 따라, 디스크 브레이크의 제동 또는 해제시 상기 슬라이딩 핀의 핀 홀 내에서 왕복 이동되면서 캘리퍼 하우징이 고정상태의 캐리어에 대하여 전,후방향으로 슬라이딩되며 브레이크를 제동 또는 해제할 수 있도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 캘리퍼 어셈블리 구조는 디스크 브레이크의 실제적인 제동시 디스크의 회전토크에 의해 캘리퍼 하우징에 디스크 회전방향으로 모멘트가 작용하게 되며, 이 힘은 원형형상의 단면구조를 갖는 슬라이딩 핀과 핀 홀 사이에 국부적인 점 또는 선 접촉을 일으키며 제동계의 소음 및 진동을 유발하게 되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 캘리퍼 하우징에 고정된 슬라이딩 핀의 단면형상을 변경하여 제동시 디스크의 회전토크에 의해 발생하는 슬라이딩 핀 부위의 소음 및 진동을 효과적으로 억제시킬 수 있는 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 양측에 핀 홀이 형성된 캐리어; 상기 핀 홀에 삽입되는 슬라이딩 핀이 고정되며, 상기 캐리어에 대해 진퇴운동을 수행하는 캘리퍼 하우징을 포함하여 이루어지되, 상기 슬라이딩 핀은 길이방향의 축에 수직한 단면이 타원형상을 이루는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 슬라이딩 핀의 축에 수직한 단면구조를 타원형으로 형성함에 따라, 디스크 브레이크의 제동시 캘리퍼 하우징에 작용되는 모멘트가 작용하여도 상기 슬라이딩 핀의 형상구조에 의해 캘리퍼 하우징의 비틀림이 억제되기 때문에 슬라이딩 핀부위에서 발생하는 소음 및 진동을 효과적으로 억제시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 상세한 설명에 있어서 전술된 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 별도의 상세한 설명을 하지 않으며 본 발명의 특징적인 구조만을 한정하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 캘리퍼 어셈블리 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 캘리퍼 어셈블리에 취부되는 슬라이딩 핀의 단면구조를 예시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 캘리퍼 어셈블리는 차체에 고정되는 캐리어(10), 캐리어(10)의 내부에서 디스크(20)를 사이에 두고 일정간격 이격되게 배치되는 인너패드(30a)와 아웃터패드(30b), 제동유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤(42)이 내장된 캘리퍼 하우징(40)을 포함한다.

캐리어(10)는 차체의 너클상에 볼트를 통해 고정 설치되며, 그 내부에는 인너패드(30a)와 아웃터패드(30b)가 디스크(20)를 중심으로 유격 가능하게 길이방향으로 설치된다.

캐리어(10)의 양단에는 일정 깊이를 갖는 핀 홀(12a)(12b)이 형성되고, 캘리퍼 하우징(40)에는 상기 핀 홀(12a)(12b)에 삽입되는 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 볼트 고정된다.

상기 슬라이딩 핀(41a)(41b)는 도 2에서 보는 바와 같이 그 길이방향의 축에 수직한 단면구조가 타원형상을 이루고 있다. 이와 대응하여, 상기 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 삽입되는 핀 홀(12a)(12b) 역시 타원형의 단면구조를 갖는다.

이때, 상기 캘리퍼 하우징(40) 양측의 슬라이딩 핀(41a)(41b)은 상기 캘리퍼 하우징(40)의 중심선(C)에 대해 대칭적 구조로 배치하는 것이 바람직하다.

한편, 캘리퍼 하우징(40)의 일측에는 피스톤(42)이 진퇴운동 가능하게 내장되도록 가공된 보어(44)가 형성되며, 타측에는 아웃터 패드(30b)를 감싸도록 성형된 한쌍의 핑거부(52L)(52R)을 구비한다.

미설명부호 45는 제동유압이 전달되도록 보어(44)와 연통되게 가공된 유압포트이고, 46는 피스톤(42)을 자체 탄성력으로 복원시키도록 보어(44)의 내주에 설치된 시일(seal)이다.

이하, 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자동차의 주행시 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 마스터 실린더에서 제동유압이 형성되고, 이것은 유압포트(45)을 통해 보어(44) 내로 전달되어 피스톤(42)을 전진시켜 인너패드(30a)를 디스크(20)에 밀착시킨다.

이와 동시에, 보어(44) 내에 잔존하는 유압에 의해 캘리퍼 하우징(40)이 피스톤(42)의 전진방향과 반대되는 방향으로 이동되면서 핑거부(52L)(52R)가 아웃터 패드(30b)를 끌어 당겨 디스크(20)의 외측면에 밀착함에 따라 제동력을 발생시키게 된다.

상기와 같은 제동작용은 캘리퍼 하우징(40)에 고정된 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 캐리어(10)의 핀 홀(12a)(12b) 내부에서 일부 빠져나옴으로써 이루어지게 된다. 그리고, 제동 해제시에는 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 핀 홀(12a)(12b) 내부로 다시 삽입되면서 캘리퍼 하우징(40)의 위치 복원이 이루어진다.

한편, 상기와 같은 디스크 브레이크의 제동과정에서 디스크(20)와 패드(30a)(30b) 사이에서 작용하는 마찰력에 의한 모멘트에 의해 캘리퍼 하우징(40)은 디스크(20)의 회전방향으로 회전하게 된다.

이때, 상기 캘리퍼 하우징(40)에 부여되는 모멘트에 의해 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 축을 중심으로 회전하려 하여도 상기 슬라이딩 핀(41a)(41b)과 핀 홀(12a)(12b)은 타원형상의 단면 접촉구조를 갖기 때문에 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 회전이 억제된다.

이에 따라, 캘리퍼 하우징(40)의 회전에 따른 상기 슬라이딩 핀(41a)(41b)과 핀 홀(12a)(12b) 사이의 금속마찰이 거의 발생되지 않아 슬라이딩 핀(41a)(41b) 부위에서 발생하는 소음 및 진동을 현저하게 저감시킬 수 있는 것이다.

또한, 캘리퍼 하우징(40) 양쪽의 슬라이딩 핀(41a)(41b)을 캘리퍼 하우징(40)의 중심선(C)에 대해 상호 대칭적 구조로 배치함으로써, 디스크 브레이크의 제동시 디스크의 회전토크에 따른 캘리퍼 하우징의 회전방지 효과를 보다 높일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 슬라이딩 핀과 핀 홀이 타원형상의 단면 접촉구조를 가지기 때문에 디스크 브레이크의 제동시 캘리퍼 하우징에 회전 모멘트가 인가되어도 상기 슬라이딩 핀이 핀 홀 내에서 회전이 거의 이루어지지 않으므로, 슬라이딩 핀과 핀 홀 사이에서 발생하는 금소마찰에 의한 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.

더 나아가, 양측 슬라이딩 핀을 캘리퍼 하우징의 중심선에 대해 상호 대칭적 구조로 배치함으로써, 디스크 브레이크의 제동시 디스크의 회전토크에 따른 캘리퍼 하우징의 회전방지 효과를 보다 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 캘리퍼 어셈블리 구조를 도시한 단면도.

도 2는 도 1의 캘리퍼 어셈블리에 취부되는 슬라이딩 핀의 단면구조를 예시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 캐리어 12a,12b : 핀 홀

20 : 디스크 30a,30b : 인너 및 아웃터패드

40 :캘리퍼 하우징 41a,41b : 슬라이딩 핀

42 : 피스톤 44 : 보어(bore)

45 : 유압포트 46 : 시일(seal)

52L,52R : 핑거부

Claims (2)

1. 양측에 핀 홀이 형성된 캐리어;

   상기 핀 홀에 삽입되는 슬라이딩 핀이 고정되며, 상기 캐리어에 대해 진퇴운동을 수행하는 캘리퍼 하우징을 포함하여 이루어지되,

   상기 슬라이딩 핀은 길이방향의 축에 수직한 단면이 타원형상을 이루는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬라이딩 핀은 상기 캘리퍼 하우징의 중심선에 대해 대칭적 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리.