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KR102440582B1 - 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛 - Google Patents

브레이크 디스크를 갖는 허브유닛 Download PDF

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KR102440582B1
KR102440582B1 KR1020160171860A KR20160171860A KR102440582B1 KR 102440582 B1 KR102440582 B1 KR 102440582B1 KR 1020160171860 A KR1020160171860 A KR 1020160171860A KR 20160171860 A KR20160171860 A KR 20160171860A KR 102440582 B1 KR102440582 B1 KR 102440582B1
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fixed shaft
hub
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hub body
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최정남
임성대
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현대자동차 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛은, 회전중심축을 따라서 배치되는 고정축, 베어링을 통해서 상기 고정축에서 회전 가능하게 배치되고, 내부에 공간이 형성되는 허브 바디, 상기 고정축과 함께 회전하도록 배치되고, 상기 고정축의 반경방향 외측으로 연장되고, 그 일측에는 브레이크 패드가 장착되는 브레이크 슈, 상기 브레이크 패드와 설정된 갭을 두고 마주하여 상기 허브 바디의 내측면에 고정되는 브레이크 디스크, 상기 브레이크 패드가 상기 브레이크 디스크와 밀착되도록 상기 브레이크 슈를 밀어내도록 설정되는 피스톤 부재, 및 상기 브레이크 패드가 상기 브레이크 디스크와 멀어지도록 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 포함할 수 있다.

Description

브레이크 디스크를 갖는 허브유닛{HUB UNIT HAVING BRAKE DISK}
본 발명은 자전거의 허브 바디의 내부에 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛에 관한 것이다.
자전거 브레이크의 종류는 크게 림브레이크 방식과 브레이크 디스크 방식으로 나뉜다.
림 브레이크 방식은 림에 패드를 밀착시켜 제동력을 얻는 방식이며 캘리퍼 브레이크와 캔틸레버 브레이크, V-브레이크 등이 있다.
브레이크 디스크 방식은 자전거 허브 바디에 연결된 로터에 패드를 밀착시켜 제동력을 얻는 방식으로 기계식과 유압식이 있다.
기계식 브레이크 디스크는 브레이크 케이블을 당겨 브레이크 패드가 장착된 캘리퍼가 허브 바디에 연결된 디스크 로터를 잡아주는 방식이며, 유압식 브레이크 디스크는 캘리퍼가 디스크 로터를 잡아 제동력을 얻기 위해서 케이블을 사용하지 않고 유압을 사용한다.
브레이크 디스크는 자전거 핸들 바에 연결된 브레이크 핸들과, 브레이크 케이블, 브레이크 케이블에 의해 브레이크 핸들과 연결되는 브레이크 레버, 브레이크 레버에 의해 자전거 허브 바디축에 연결된 디스크를 잡아주어 브레이크 동작을 수행하는 캘리퍼(Caliper)로 이루어진다.
한편, 디스크가 허브 바디의 외부에 배치되는 구조를 가지고 있으며, 브레이크 동작에 따라서 외부 충격으로부터 디스크가 휘어질 수 있고, 디스크가 날카로워서 인체에 치명적인 상해를 입힐 수 있으며, 앞휠의 경우에 제동 시 한쪽으로 모멘트를 발생시켜, 조향의 불안정을 유발할 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
공개특허 10-2012-0097577 공개특허 10-2012-0097576
본 발명의 목적은 브레이크 동작에 따라서 외부 충격으로부터 디스크가 휘어지는 것을 방지하고, 인체에 가해지는 치명적인 상해를 방지할 수 있으며, 앞휠의 경우에 제동 시 한쪽으로 발생되는 모멘트를 제거할 수 있는 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛은, 타이어가 장착되는 림과 함께 회전하도록 배치되고, 내부 공간 일측에는 브레이크 디스크가 고정되는 허브바디, 상기 허브바디의 회전중심축을 따라서 고정되어 배치되는 고정축, 상기 고정축과 함께 회전하고, 일측에는 상기 브레이크 디스크와 밀착되는 브레이크 패드가 형성되는 브레이크 슈, 및 상기 브레이크 패드와 상기 브레이크 디스크가 밀착되어 상기 허브바디에 제동력을 인가하는 제동력인가부를 포함할 수 있다.
상기 허브 바디는 베어링을 통해서 상기 고정축에서 회전 가능하게 배치될 수 있다.
상기 브레이크 슈의 중심부를 상기 고정축이 관통하여 배치되고, 그 일측에는 상기 브레이크 패드가 장착될 수 있다.
상기 브레이크 디스크는 상기 허브 바디의 내측면에 고정되고, 상기 브레이크 패드와 설정된 갭을 두고 마주할 수 있다.
상기 제동력인가부는 상기 브레이크 패드가 상기 브레이크 디스크와 밀착되도록 상기 브레이크 슈를 밀어내도록 설정되는 피스톤 부재, 및 상기 브레이크 패드가 상기 브레이크 디스크와 멀어지도록 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
상기 브레이크 슈는 서로 마주하여 한 쌍으로 이루어지고, 상기 브레이크 슈의 각 외측면에 상기 브레이크 패드가 배치되며, 상기 브레이크 디스크는 상기 브레이크 패드와 대응하여 상기 허브 바디의 양 내측면에 각각 배치될 수 있다.
상기 탄성 부재는 상기 고정축에 지지되어 상기 브레이크 슈의 외측면을 각각 지지하도록 배치될 수 있다.
상기 피스톤 부재는 한 쌍의 상기 브레이크 슈 사이에 배치되어 상기 브레이크 슈를 외측으로 밀도록 배치될 수 있다.
상기 허브 바디에는 외경이 커지도록 확장된 바디 확장부가 형성되고, 상기 브레이크 디스크는 상기 바디 확장부의 양 내측면에 고정될 수 있다.
상기 고정축과 상기 브레이크 슈가 함께 회전하도록 서로 체결될 수 있다.
상기 피스톤 부재로 유압을 공급하도록 상기 피스톤 부재로 연결되는 브레이크 케이블을 포함할 수 있다.
상기 브레이크 슈는 서로 마주하도록 한 쌍으로 이뤄지며, 서로 마주하는 면에는 브레이크 패드가 각각 고정되고, 상기 브레이크 디스크는 상기 브레이크 패드 사이에서 상기 브레이크 패드와 설정된 갭을 두고 상기 허브 바디의 내측면에 고정될 수 있다.
상기 탄성 부재는 상기 브레이크 슈 사이에 배치되어 상기 브레이크 슈를 외측으로 밀도록 배치될 수 있다.
상기 피스톤 부재는 상기 브레이크 슈의 외측에 각각 배치되고, 상기 고정축을 기준으로 상기 브레이크 슈를 안쪽으로 각각 밀도록 배치될 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 브레이크 디스크를 허브 바디 내부에 배치하고, 고정축의 길이방향 중심부에 위치시킴으로써, 브레이크 동작에 따라서 외부 충격으로부터 디스크가 휘어지는 것을 방지하고, 인체에 가해지는 치명적인 상해를 방지할 수 있으며, 앞휠의 경우에 제동 시 한쪽으로 발생되는 모멘트를 제거하여 조향의 안정을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛의 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명과 관련된 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛은 구성요소로서 고정축(100), 실링 부재(105), 베어링(110), 스프라켓 장착부(112), 허브 바디(115), 브레이크 디스크(120), 브레이크 패드(125), 및 캘리퍼(130)를 포함한다.
상기 고정축(100)은 회전중심축을 따라서 배치되고, 큐알(QR: quick release)에 의해서 자전거 프레임의 드롭아웃에 고정된다. 여기서, 상기 고정축(100), 큐알, 및 드롭아웃의 체결구조에 대해서는 공지기술을 참조하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 허브 바디(115)와 상기 스프라켓 장착부(112)는 상기 고정축(100)과 동축상에 배치되고, 상기 고정축(100)이 상기 허브 바디(115)와 상기 스프라켓 장착부(112)의 중심부를 관통하여 배치되며, 상기 허브 바디(115)는 상기 스프라켓 장착부(112)와 서로 체결된다.
상기 스프라켓 장착부(112)에는 스프라켓(미도시)이 배치되고, 상기 스프라켓 장착부(112)는 스프라켓을 통해서 회전력을 전달받고, 상기 허브 바디(115)를 회전시키는 구조를 갖는다.
상기 허브 바디(115)는 베어링(110)을 통해서 상기 고정축(100)에서 회전가능하게 배치되고, 상기 허브 바디(115)의 일단부에는 브레이크 디스크(120)가 고정된다. 상기 브레이크 디스크(120)는 상기 허브 바디(115)의 둘레방향으로 형성되는 디스크 구조를 갖는다.
상기 캘리퍼(130)는 자전거 프레임(미도시)에 고정되고, 상기 캘리퍼(130)의 홈 안으로 상기 브레이크 디스크(120)의 외측 가장자리부가 삽입된다. 그리고, 브레이크 패드(125)는 상기 브레이크 디스크(120)에 밀착되도록 상기 캘리퍼(130)의 안쪽 양면에 배치된다.
도 1에서는 상기 브레이크 디스크(120)가 상기 허브 바디(115)의 단부 외부에 배치되는 구조를 가지고 있으며, 브레이크 동작에 따라서 외부 충격으로부터 브레이크 디스크(120)가 휘어질 수 있고, 디스크(120)가 날카로워서 인체에 치명적인 상해를 입힐 수 있으며, 앞 휠의 경우에 제동 시 한쪽으로 모멘트를 발생시켜, 조향의 불안정을 유발할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 브레이크 디스크(120)를 상기 허브 바디(115) 내부에 배치하고, 상기 고정축(100)의 길이방향 중심부에 위치시킴으로써, 브레이크 동작에 따라서 외부 충격으로부터 디스크가 휘어지는 것을 방지하고, 인체에 가해지는 치명적인 상해를 방지할 수 있으며, 앞 휠의 경우에 제동 시 한쪽으로 발생되는 모멘트를 제거하여 조향의 안정을 도모할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛의 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 허브유닛은 구성요소로써 브레이크 케이블(210), 큐알 레버(205), 베어링(110), 허브 바디(115), 고정축(100), 베어링(110), 큐알(200), 브레이크 슈(260), 브레이크 패드(120), 브레이크 디스크(215), 바디 확장부(125), 피스톤 부재(255), 및 탄성 부재(250)를 포함한다.
상기 브레이크 슈(260)는 서로 마주하는 디스크 형태를 가지며 한 쌍으로 구비되고, 상기 고정축(100)이 상기 브레이크 슈(260)의 중심부를 관통하여 배치되고, 상기 브레이크 슈(260)는 상기 고정축(100)에 회전방향으로 고정되고, 축 방향으로는 움직임이 가능하다.
상기 브레이크 슈(260) 사이에는 상기 피스톤 부재(255)가 개재되고, 상기 피스톤 부재(255)는 상기 브레이크 케이블(210)을 통해서 전달되는 유압을 이용하여 상기 브레이크 슈(260)들을 외측으로 밀어낼 수 있다.
또한, 상기 탄성 부재(250)는 상기 고정축(100)을 기준으로 상기 브레이크 슈(260)들의 각 외측에 배치되어, 상기 브레이크 슈(260)들을 내측으로 탄성적으로 지지한다.
상기 허브 바디(115)의 길이방향 중심부에는 외경이 커지는 상기 바디 확장부(125)가 형성되고, 상기 바디 확장부(125)의 안쪽 공간에서, 양 내측면에는 상기 브레이크 디스크(215)가 형성된다.
상기 브레이크 디스크(215)는 상기 브레이크 슈(260)와 마주하고, 상기 브레이크 슈(260)에는 상기 브레이크 디스크(215)와 대응하여 상기 브레이크 패드(120)가 장착된다.
도시한 바와 같이, 상기 탄성 부재(250)는 상기 고정축(100)의 길이방향 중심부의 외주면에 형성된 홈 안에 장착되고, 상기 브레이크 슈(260)의 내주면이 상기 홈의 바닥면에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 피스톤 부재(255)는 상기 탄성 부재(250)와 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 라이더(rider)에 의해서 브레이크핸들이 작동되면, 상기 브레이크 케이블(210)을 통해서 유압이 전달되고, 상기 피스톤 부재(255)가 상기 브레이크 슈(260)를 길이방향의 외측으로 밀어낸다.
그리고, 상기 브레이크 슈(260)의 외측면에 고정된 상기 브레이크 패드(120)가 상기 브레이크 디스크(215)에 밀착되고, 마찰력이 형성된다.
상기 허브 바디(115)의 내측면과 상기 고정축(100)의 외주면 사이에는 상기 베어링(110)이 개재되고, 상기 고정축(100)의 길이방향 중심축을 따라서 상기 큐알(200)이 삽입되어 배치된다.
상기 큐알 레버(205)를 잠그면, 상기 큐알(200)은 상기 고정축(100)을 자전거 프레임의 드롭아웃에 고정시키고, 상기 허브 바디(115)는 상기 베어링(110)을 통해서 상기 고정축(100) 상에서 회전 가능하게 배치된다.
상기 허브 바디(115)의 외주면에서 양단부는 스포크(미도시)를 통해서 림(미도시)에 연결되고, 상기 림에 타이어가 장착되는 구조를 갖는다. 여기서, 상기 허브 바디(115), 스포크, 림, 및 타이어의 구조에 대해서는 공지기술을 참조하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛의 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 허브유닛은 구성요소로써 브레이크 케이블(210), 큐알 레버(205), 베어링(110), 허브 바디(115), 고정축(100), 베어링(110), 큐알(200), 브레이크 슈(260), 브레이크 패드(120), 브레이크 디스크(215), 바디 확장부(125), 피스톤 부재(255), 및 탄성 부재(250)를 포함한다.
상기 브레이크 슈(260)는 서로 마주하는 디스크 형태를 가지며 한 쌍으로 구비되고, 상기 고정축(100)이 상기 브레이크 슈(260)의 중심부를 관통하여 배치되고, 상기 브레이크 슈(260)는 상기 고정축(100)에 회전방향으로 고정되고, 축 방향으로는 움직임이 가능하다.
상기 브레이크 슈(260) 사이에는 상기 탄성 부재(250)가 개재되고, 상기 탄성 부재(250)는 상기 브레이크 슈(260)들을 축 방향 외측으로 밀어내는 탄성력을 제공한다.
상기 피스톤 부재(255)는 상기 고정축(100)을 기준으로 상기 브레이크 슈(260)들을 축 방향 기준으로 중심부 방향으로 밀어낼 수 있으며, 상기 탄성 부재(250)와 상기 피스톤 부재(255)는 동일 선상에 배치될 수 있다.
상기 허브 바디(115)의 길이방향 중심부에는 외경이 커지는 상기 바디 확장부(125)가 형성되고, 상기 바디 확장부(125)의 안쪽 공간에서, 상기 브레이크 슈(260)들 사이에 상기 브레이크 디스크(215)가 배치되고, 상기 브레이크 디스크(215)의 반경 방향 단부는 상기 바디 확장부(125)의 내면에 고정된다.
따라서, 상기 허브 바디(115), 상기 바디 확장부(125), 및 상기 브레이크 디스크(215)는 함께 회전하는 구조를 가지며, 상기 브레이크 슈(260)의 내주면에는 상기 브레이크 디스크(215)와 마주하여 상기 브레이크 패드(120)가 장착된다.
도시한 바와 같이, 상기 피스톤 부재(255)는 상기 고정축(100)의 길이방향 중심부의 외주면에 형성된 홈 안에 장착되고, 상기 브레이크 슈(260)의 내주면이 상기 홈의 바닥면에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 브레이크 케이블(210)을 통해서 유압이 전달되고, 상기 피스톤 부재(255)가 상기 브레이크 슈(260)를 길이방향의 중심부 방향으로 밀어낸다.
그리고, 상기 브레이크 슈(260)의 내주면에 고정된 상기 브레이크 패드(120)가 상기 브레이크 디스크(215)에 밀착되고, 마찰력이 형성된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 고정축 110: 베어링
115: 허브 바디 120: 브레이크 패드
125: 바디 확장부 200: 큐알
205: 큐알 레버 210: 브레이크 케이블
215: 브레이크 디스크 250: 탄성 부재
255: 피스톤 부재 260: 브레이크 슈

Claims (14)

  1. 타이어가 장착되는 림과 함께 회전하도록 배치되고, 내부 공간 일측에는 브레이크 디스크가 고정되는 허브 바디;
    상기 허브바디의 회전중심축을 따라서 고정되어 배치되는 고정축;
    상기 고정축과 함께 회전하고, 일측에는 상기 브레이크 디스크와 밀착되는 브레이크 패드가 형성되는 브레이크 슈; 및
    상기 브레이크 패드와 상기 브레이크 디스크가 밀착되어 상기 허브바디에 제동력을 인가하는 제동력인가부;를 포함하고,
    상기 제동력인가부는 상기 브레이크 패드가 상기 브레이크 디스크와 밀착되도록 상기 브레이크 슈를 밀어내도록 설정되는 피스톤 부재와, 상기 브레이크 패드가 상기 브레이크 디스크와 멀어지도록 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 포함하며,
    상기 브레이크 슈는 서로 마주하여 한 쌍으로 이루어지고, 상기 브레이크 슈의 각 외측면에 상기 브레이크 패드가 배치되며, 상기 브레이크 디스크는 상기 브레이크 패드와 대응하여 상기 허브 바디의 양 내측면에 각각 배치되고, 상기 탄성 부재는 상기 고정축에 지지되어 상기 브레이크 슈의 외측면을 각각 지지하도록 배치되며, 상기 피스톤 부재는 한 쌍의 상기 브레이크 슈 사이에 배치되어 상기 브레이크 슈를 외측으로 밀도록 배치된 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛.
  2. 제1항에서,
    상기 허브 바디는 베어링을 통해서 상기 고정축에서 회전 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛.
  3. 제1항에서,
    상기 브레이크 슈의 중심부를 상기 고정축이 관통하여 배치되고, 그 일측에는 상기 브레이크 패드가 장착되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛.
  4. 제1항에서,
    상기 브레이크 디스크는 상기 허브 바디의 내측면에 고정되고, 상기 브레이크 패드와 설정된 갭을 두고 마주하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에서,
    상기 허브 바디에는 외경이 커지도록 확장된 바디 확장부가 형성되고,
    상기 브레이크 디스크는 상기 바디 확장부의 양 내측면에 고정된 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛.
  10. 제3항에서,
    상기 고정축과 상기 브레이크 슈가 함께 회전하도록 서로 체결된 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛.
  11. 제1항에서,
    상기 피스톤 부재로 유압을 공급하도록 상기 피스톤 부재로 연결되는 브레이크 케이블;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크를 갖는 허브유닛.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
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