KR20230131137A - 디스크 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량, 특히 도로 차량용 디스크 브레이크 장치(10)에 관한 것으로서, 디스크 브레이크 장치는,
회전 축(R)을 중심으로 회전가능한 브레이크 디스크(12); 및
브레이크 라이닝(28)을 갖고, 제동력을 생성하기 위해 브레이크 디스크(12)의 외주면(24)과 접촉하도록 이동가능한 적어도 하나의 브레이크 패드(14)를 포함한다.

Description

디스크 브레이크 장치{DISC BRAKE ARRANGEMENT }

본 발명은 차량, 특히 도로 차량용 디스크 브레이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 비궤도 전용 차량(non-track bound vehicle)에 관한 것이다. 차량은, 예를 들어, 자동차, 트럭, 버스일 수 있다.

디스크 브레이크는 도로 차량용 휠 브레이크로서 널리 사용된다. 디스크 브레이크는 통상적으로 휠과의 공동 회전을 위해 휠에 기계적으로 결합된 브레이크 디스크를 포함한다. 브레이크 패드는, 브레이크 디스크와 차량 휠의 회전 축에 관하여, 브레이크 디스크에 대해 축방향으로 이동할 수 있다. 제동력을 생성하기 위해, 브레이크 패드는 브레이크 디스크와 접촉하여, 브레이크 디스크의 회전과 차량 휠의 회전을 늦춘다.

통상적으로, 브레이크 디스크는 브레이크 디스크의 대향 측면들에 배열된 두 개의 브레이크 패드 사이에 축방향으로 클램핑된다. 브레이크 패드는 브레이크 디스크를 축방향으로 잇는 브레이크 캘리퍼에 의해 운반된다.

각 디스크 브레이크의 일례는, 예를 들어, DE 10 2013 001 300 B4에서 찾을 수 있다.

이러한 디스크 브레이크 설계가 확립되고 입증되어 있지만, 개선의 여지가 남아 있다. 예를 들어, 기존의 디스크 브레이크는 종종 바람직하지 않은 수준의 기계적 진동 및/또는 소음, 특히 끽끽거리는 소음을 낸다. 또한, 기존의 디스크 브레이크는 원하지 않는 수준의 브레이크 먼지를 주변으로 방출할 수 있다. 추가로 알려진 결점은 다음과 관련된다: 브레이크 디스크, 특히 브레이크 패드와 접촉하는 브레이크 디스크의 측면에서의 부식; 비대칭 패드 마모를 유발하는 경향; 예를 들어, 원하지 않는 브레이크 페달감 및/또는 진동을 유발하는, 고압 하에서의 브레이크 캘리퍼 하우징의 축방향 확장; 대향 측면들의 불균일한 열 부하로 인한 브레이크 디스크의 코닝(coning); 캘리퍼 피스톤 및/또는 캘리퍼 하우징의 과도한 가열; 특히 압력 하에서의 브레이크 캘리퍼의 변형으로 인해 캘리퍼 캐비티 내의 높은 수준의 추가 브레이크 유체 흡수; 전체 브레이크 시스템의 중량 증가.

따라서, 본 발명의 목적은 이러한 기존의 단점들 중 적어도 일부를 없애는 데 도움이 되는 디스크 브레이크 설계를 제공하는 것이다.

이 목적은 독립항에 따른 청구 대상에 의해 해결된다. 유리한 실시예들은 종속항들 및 상세한 설명에 정의되어 있다.

이에 따라, 차량, 특히 전술한 임의의 예에 따른 도로 차량용 디스크 브레이크 장치를 제안하며, 디스크 브레이크 장치는,

회전 축(R)을 중심으로 회전가능한 브레이크 디스크; 및

브레이크 라이닝을 갖고, 제동력을 생성하기 위해 브레이크 디스크의 외주면과 접촉하도록 이동가능한 적어도 하나의 브레이크 패드를 포함한다.

본원에서 사용되는 축방향, 반경방향, 및 원주방향과 같은 용어들은 회전 축을 가리킬 수 있다. 반경방향은 상기 회전 축에 대해 일정 각도로 그리고 특히 이에 직각으로 연장될 수 있다. 축방향은 상기 회전 축을 따라 연장될 수 있다. 원주방향은 회전 축 주위로 연장될 수 있다.

브레이크 디스크는, 단일 부품 부재 또는 예를 들어, 서로 부착된 허브 및 반경방향 외측 링 부재를 갖는 다중 부품 부재일 수 있다. 브레이크 디스크는 일반적으로 평평하고/하거나 원형일 수 있다. 브레이크 디스크는 허브, 특히 휠 허브 또는 차축 허브를 포함할 수 있다. 허브는 축방향으로 돌출되는 부분, 특히 중심 축방향 돌출 부분으로서 구성될 수 있다. 상기 축방향으로 돌출되는 부분은 일측으로만 및/또는 하나의 축방향으로만, 또는 양측으로 및/또는 양측 축방향으로 돌출될 수 있다. 일례로, 허브는 브레이크 디스크의 반경방향 외측 섹션(특히 링 섹션)에 대해 축방향으로 돌출된다.

대안으로, 브레이크 디스크는 실질적인 축방향 돌출부가 없거나 적어도 한 면 또는 한 방향으로만 축방향 돌출부가 없을 수 있다. 예를 들어, 디스크 부재는 평면일 수 있고/있거나 회전 축에 직각으로 연장되는 단면에 대해 실질적으로 거울 대칭일 수 있다.

브레이크 디스크는 거대할 수 있거나 적어도 부분적으로 중공일 수 있다. 중공 부분은, 예를 들어, 디스크 부재 내의 중공 공간에 의해 또는 브레이크 디스크 내의 채널 또는 드릴링에 의해 정의될 수 있다. 이것은 중량을 줄이는 데 도움이 된다. 또한, 중공 부분은 브레이크 디스크의 열적 및/또는 기계적 특성을 개선하기 위한 설계 기능부일 수 있다.

브레이크 패드는 브레이크 디스크의 외주면에 대향하여, 특히 브레이크 디스크의 외주면에 대해 반경방향으로 대향하여 위치할 수 있다. 또한, 브레이크 패드는, 적어도 제동하지 않을 때, 브레이크 디스크에 대하여 반경방향 외측에 또는 반경방향 거리에 위치할 수 있다. 브레이크 디스크와 접촉하기 위해, 브레이크 패드는 (바람직하게는 배타적으로) 반경방향으로 변위될 수 있다. 브레이크 패드는 일반적으로 선형 이동 경로를 따라 변위될 수 있다.

브레이크 패드는, 브레이크 디스크와 접촉할 때 마찰력을 생성하여 브레이크 디스크의 회전을 늦추어 차량의 속도를 늦추도록 구성될 수 있다.

디스크 브레이크 장치는, 브레이크 패드를 변위시키기 위한 적어도 하나의 액추에이터, 예를 들어, 유압 또는 전기 액추에이터를 포함할 수 있다. 이 액추에이터는 브레이크 캘리퍼에 의해 또는 일반적으로 말하면 브레이크 패드가 결합되는 브레이크 패드 캐리어에 의해 포함될 수 있다. 브레이크 패드 캐리어는 차량 내에서 고정될 수 있다. 브레이크 패드 캐리어는, 피스톤 또는 스핀들과 같은 변위가능 부재뿐만 아니라 상기 변위가능 부재에 작용하는 유압 챔버 또는 전기 모터를 포함할 수 있다. 변위가능 부재는 브레이크 패드에 결합될 수 있고, 이에 따라 브레이크 디스크와 접촉하기 위해 브레이크 패드를 운반하고/하거나 변위시킬 수 있다.

브레이크 라이닝은 브레이크 디스크의 외주면에 (반경방향으로) 대향하고/하거나 대면하는 브레이크 패드의 면을 형성하거나 이러한 면에 부착될 수 있다. 브레이크 라이닝은 적어도 처음에는 일정한 반경방향 두께를 가질 수 있다. 브레이크 라이닝은 디스크 부재의 원주면의 적어도 일부를 따라 연장될 수 있다. 브레이크 라이닝은, 예를 들어, 유사하게 휘어짐으로써 상기 외주면에 대응하여 형상화될 수 있다.

브레이크 라이닝은 재료 및/또는 두께 및/또는 마찰 계수의 측면에서 임의의 알려진 구성에 따라 구성될 수 있지만, 종래 기술과 비교하여 다르게 위치할 수 있다. 브레이크 라이닝은, 예를 들어, 브레이크 디스크의 측면에 접촉하도록 축방향으로 이동하는 대신, 브레이크 디스크의 원주면에 접촉하도록 반경방향으로 이동할 수 있다. 브레이크 라이닝은 (예를 들어 기계적으로 및/또는 접착에 의해) 백 플레이트 또는 심에 연결될 수 있다.

선택적으로, 브레이크 라이닝은 교체가능하다. 브레이크 라이닝은, 예를 들어, 상기 기계적 고정 요소에 의해 브레이크 패드에 제거가능하게 부착될 수 있다. 이는 마모된 경우 브레이크 라이닝을 교체할 수 있지만, 브레이크 라이닝을 교체할 필요가 없을 수도 있는 긴 서비스 수명을 갖도록 브레이크 라이닝의 치수가 선택적으로 정해질 수 있다.

예를 들어, 브레이크 라이닝의 크기는, 예를 들어, 두께 및/또는 부피 측면에서 주어진 차량의 정의된 총 동작 수명 주기를 커버할 수 있고 예상되는 브레이크 활성화 범위를 기반으로 정해질 수 있다. 이러한 수명 주기는, 예를 들어, 250,000 km의 주행 거리 또는 10년의 주행 기간을 포함할 수 있다. 이는 운영 비용을 제한하는 데 도움이 될 수 있다.

반면, 디스크 부재에는 어떠한 브레이크 라이닝도 없을 수 있다.

개시된 디스크 브레이크 장치는 많은 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 브레이크 디스크는 주로 반경방향으로 열 팽창할 수 있다. 브레이크 디스크는, 예를 들어, 금속 재료, 특히 주철과 같이 열 용량이 큰 재료를 포함한다. 우세한 반경방향 확장은, 예를 들어, 브레이크 페달 이동의 원치 않는 증가를 피하거나 심지어 역전함으로써 브레이크 성능을 개선할 수 있다. 특히, 브레이크 페달 이동에 영향을 미칠 수 있는 브레이크 디스크와 브레이크 패드 사이의 반경방향 거리 증가가 방지될 수 있거나 심지어 역전될 수 있다. 이는 예를 들어, 다른 경우엔 하중을 받는 유압 피스톤 챔버(예를 들어, 캘리퍼 캐비티)의 덜 유리한 열 팽창 및/또는 변형으로 인해 발생할 수 있는, 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 반경방향 거리의 잠재적인 증가를 상쇄할 수 있다. 반면, 브레이크 디스크의 측면에서 마찰력이 발생하지 않을 수 있다면, 불균일한 축방향 열 팽창을 피할 수 있다.

동시에, 드래그 토크(drag torque)의 위험이 감소될 수 있다. 이는 이러한 드래그 토크를 유발할 수 있는 브레이크 디스크의 반경방향 진동이 축방향 진동보다 훨씬 작을 수 있기 때문이다. 기존의 브레이크 디스크 설계에서는, 브레이크 패드와 브레이크 디스크 간의 원치 않는 접촉으로 이어져, 브레이크를 활성화하지 않을 때에도 드래그 토크를 유발할 수 있다.

브레이크 디스크의 원주면의 곡선 형상 및 선택적으로 브레이크 라이닝의 곡선 형상은, 브레이크가 활성화되지 않을 때 상당한 드래그 토크를 유발할 수 있는 큰 평면 접촉 영역이 형성될 위험을 더욱 감소시킨다. 또한, 기존의 브레이크 디스크 설계에서 마찬가지로 드래그 토크를 유발하는 공기역학적 흡입력의 위험이, 브레이크 디스크의 원주면에서 제동할 때 상당히 감소될 수 있다.

드래그 토크를 감소시키는 것 외에도, 제동하지 않을 때 브레이크 패드와 브레이크 디스크 간의 원치 않는 접촉을 방지하는 것은 덜컹거리는 소리, 신음, 탄성, 또는 울부짖는 소음과 같은 저주파 소음을 제한하는 데에도 도움이 될 수 있다.

또한, 브레이크 디스크의 외주면에서 제동력을 생성하면(측면에서 제동력을 생성하는 기존 설계에 비해)，예를 들어, 효과적인 제동 반경을 유지하면서(즉, 제동력이 생성되는 회전 축까지의 거리를 유지하면서) 브레이크 디스크의 반경을 감소시킬 수 있다. 따라서, 유사한 브레이크 성능을 달성하면서 브레이크 디스크의 크기 및 중량이 종래 기술 설계에 비해 감소될 수 있다.

또한, 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 개시된 상대적 배치 및 상호작용이 디스크 브레이크의 진동 특성을 개선하는 데 도움이 될 수 있음이 밝혀졌다. 이에 따라, 바람직하지 않은 브레이크 소음, 특히 끽끽거리는 소음의 생성이 제한될 수 있다. 예를 들어, 현재 개시된 브레이크 디스크를 이용하는 경우, (특히 1000 Hz 내지 6000 Hz의 주파수 스케일에서의) 고유 주파수의 수 및/또는 브레이크 디스크의 면외 모드의 수가 기존 설계에 비해 감소될 수 있다. 인접한 구성요소들에 대한 진동의 축 모드 결합도 마찬가지로 감소될 수 있다.

외주면에서의 제동은, 또한, 디스크의 측면에서 제동하는 기존의 해결책에서 발생하는 디스크 틸팅 또는 디스크 코닝을 방지할 수 있다. 마찬가지로, (예를 들어, 축 방향 진동에 비해 반경방향 진동이 덜하고/덜하거나 브레이크 디스크와 브레이크 라이닝의 보다 균일한 반경방향 열 팽창으로 인해) 브레이크 라이닝 마모의 균질성이 개선될 수 있다.

또한, 개시된 설계에 의하면, 브레이크 디스크의 원주면에서 브레이크 먼지가 발생할 것이다. 그곳에서, 브레이크 먼지는, 예를 들어, 아래 설명되는 실시예들 중 일부에 의해, 주변으로부터 더 쉽게 수집될 수 있고/있거나 차폐될 수 있고 또는 심지어 주변으로부터 멀리 안내될 수 있다.

추가 실시예에 따르면, 브레이크 라이닝은 마찰 재료를 포함하고, 마찰 재료는, 예를 들어, 마찰 섬유 또는 마찰 입자(예를 들어, 금속 입자) 및 바인더를 포함한다. 이에 따라, 마찰 재료는 (강성) 바인더 재료에 분포된 입자들 및/또는 섬유들을 갖는 재료 조성물일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.

추가로 또는 대안으로, 브레이크 디스크의 외주면은 브레이크 라이닝의 재료와는 다른 재료, 예를 들어, 마찰 재료가 아니고/아니거나 브레이크 라이닝 재료가 아닌 재료로 제조될 수 있다. 이는, 예를 들어, 중량, 강성, 경도, 마찰 계수 또는 열 팽창 중 임의의 것과 관련하여 디스크 부재, 브레이크 라이닝 및/또는 브레이크 패드 각각에 대해 적합한 개별 재료 선택을 제공하게 할 수 있다.

일례로, 브레이크 디스크(또는 완전한 브레이크 디스크)의 외주면은 브레이크 라이닝의 재료보다 단단한 재료를 포함한다. 이는 브레이크 라이닝에 비해 외주면의 마모를 감소시킨다. 추가로 또는 대안으로, 접촉면의 마찰 계수는 마찰 재료의 마찰 계수보다 작을 수 있다.

일 실시예에 따르면, 디스크 브레이크는 금속 재료(예를 들어, 주철)를 포함하고/하거나 일체형 금속 부재이다. 이는 바람직한 진동 특성을 갖는 상당히 안정적인 브레이크 디스크를 제공할 수 있다. 다중 부재 설계의 경우, 제1 재료(예를 들어, 알루미늄)의 반경방향 내측 허브 부분은 외주면을 포함하는 반경방향 외측 링 부분에 연결될 수 있다. 반경방향 외측 링 부분은 제2 재료, 예를 들어, 주철로 제조될 수 있다. 본 개시내용에서 언급되는 임의의 주철 재료는 구상 흑연 철 재료일 수 있다. 브레이크 디스크에 금속 재료, 특히 주철을 사용함으로써, 바람직한 열팽창 특성을 얻을 수 있다. 반대로, 브레이크 패드 및/또는 브레이크 라이닝은 금속 주조 부품이 아닐 수 있고/있거나 주철로 제조될 수 없거나 이를 포함되지 않을 수 있다. 이는 중량을 감소시키는 데 도움이 된다.

브레이크 라이닝은 브레이크 디스크의 외주면과 접촉하기 위한 접촉면을 가질 수 있고, 접촉면은 상기 외주면에 대응하여 휘어진다. 달리 말하면, 브레이크 라이닝과 외주면의 면들의 곡률이나 형상은, 예를 들어, 이들 사이의 일관된 영역 맞닿음부를 정의하도록 서로 일치할 수 있다. 예를 들어, 외주면은 볼록하게 휘어질 수 있는 반면, 브레이크 라이닝의 접촉면은 (대응하여) 오목하게 휘어질 수 있다. 이는 마모 및 제동력 생성의 균일성을 개선한다.

일 양태에서, 디스크 브레이크 장치는, 브레이크 패드가 장착되는 적어도 하나의 브레이크 패드 캐리어(또는 달리 말하면, 브레이크 캘리퍼)를 더 포함한다.

브레이크 패드 캐리어는, 브레이크 라이닝에 대해 반경방향으로, 특히 반경방향 내측으로 돌출되는 적어도 하나의 차폐 섹션을 가질 수 있다. 따라서 차폐 섹션은, 브레이크 디스크의 외주면의 한 섹션에 축방향으로 인접하게 및/또는 브레이크 디스크의 측면에 축방향으로 인접하게 (예를 들어, 브레이크 패드 캘리퍼가 고정된 상태로) 배치될 수 있거나 (예를 들어, 브레이크 패드 캘리퍼가 변위가능한 상태로) 배치가능하다.

차폐 섹션은, 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 캐리어에 형성된 오목부의 일부일 수 있고 특히 이러한 오목부의 에지를 형성할 수 있다. 브레이크 디스크의 외주면은, 상기 오목부에 (예를 들어, 또한, 제동하지 않을 때) 적어도 부분적으로 수용될 수 있거나 (예를 들어, 적어도 제동할 때) 수용가능하다. 예를 들어, 오목부는, 외주면을 포함하는 브레이크 디스크의 외측 림 부분이 삽입되어 수용될 수 있는 원주 슬롯 또는 원주 홈으로서 구성될 수 있다. 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 캐리어에 대한 브레이크 디스크의 회전은 오목부에 의해 방해받지 않을 수 있다.

브레이크 라이닝은 오목부의 외주면에 대면하는 부분에 배치될 수 있다. 상기 부분은 오목부의 하부면을 형성할 수 있다. 차폐 섹션은 오목부의 반경 방향으로 돌출되는 측면 부분 또는 에지 부분을 형성할 수 있다. 차폐 섹션은, 제동 동안 브레이크 디스크의 외주면이나 다른 임의의 면과 접촉하지 않을 수 있다. 구체적으로, 차폐 섹션은 브레이크 디스크와 반경방향으로 겹칠 수 있다. 서로 축방향으로 이격된 2개의 평행한 차폐 섹션이 있을 수 있다.

각각의 오목부에 브레이크 라이닝을 배치함으로써 및/또는 각각의 차폐 섹션을 제공함으로써, 브레이크 먼지가 주위로 방출되는 것을 제한할 수 있다. 또한, 오목부 및 차폐 섹션은 제동 동안 소음 흡수 기능을 제공할 수 있다.

브레이크 디스크의 축방향 외측면은 일반적으로 측면이라고 칭할 수 있다. 브레이크 디스크는, 반대측 축방향에 대면하고 브레이크 디스크의 원주면에 의해 연결된 2개의 측면을 가질 수 있다.

이와 관련하여, 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 캐리어는, 브레이크 디스크 킹의 상이한(예를 들어 반대측) 축방향 외측면들에 인접하게 배열되거나 배열될 수 있는 제1 차폐 섹션 부분과 제2 차폐 섹션 부분을 포함할 수 있다. 달리 말하면, 브레이크 디스크는, 제1 및 제2 반경방향 차폐 섹션 사이의 공간에 배치될 수 있고/있거나 제1 및 제2 반경방향 차폐 섹션에 의해 축방향으로 둘러싸일 수 있다. 이는 특히 소음 및 먼지 방출을 효과적으로 감소시킨다.

브레이크 패드 및 특히 선택적 브레이크 패드 캐리어는 적어도 하나의 먼지 수집 부재를 포함할 수 있다. 먼지 수집 부재는, 예를 들어, 브레이크 먼지가 부착될 수 있는 (예를 들어, 접착제로 코팅되거나 접착제를 포함하는) 적어도 하나의 표면을 포함한다. 추가로 또는 대안으로, 먼지 수집 부재는, 다공성 재료 및/또는 필터 재료를 포함할 수 있고, 따라서 브레이크 먼지를 흡수하기 위한 재료 구조를 제공할 수 있다. 먼지 수집 부재는, 많은 양의 먼지를 수집했을 때 교체가능하도록 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 캐리어에 제거가능하게 장착될 수 있다.

적어도 하나의 먼지 수집 부재는, 브레이크 디스크의 순방향 회전 방향(즉, 차량의 순방향 주행 중의 회전 방향)에 대해 브레이크 패드 캐리어의 후단 에지 또는 전단 에지 중 하나에 배치될 수 있다. 대안으로, 먼지 수집 부재는 차폐 섹션의 내측에 배치될 수 있고, 상기 내측은 브레이크 디스크에 대면한다. 하나 초과의 먼지 수집 부재가 제공되는 경우, 개시된 위치의 임의의 조합이 (예를 들어, 후단 에지 또는 선단 에지 또는 내측에) 제공될 수 있다.

추가로 또는 대안으로, 브레이크 디스크의 외주면은, 브레이크 패드 및 특히 이의 브레이크 라이닝이 (예를 들어, 또한 제동하지 않을 때) 적어도 부분적으로 수용되거나 (예를 들어, 적어도 제동할 때) 수용될 수 있는 오목부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 브레이크 라이닝에 의해 접촉되는 상기 외주면의 표면 섹션은 상기 오목부의 하부 부분을 형성할 수 있다. 오목부의 에지 또는 측면 부분들은, 서로 축방향으로 이격될 수 있고/있거나 상기 접촉된 표면 섹션에 대해 반경방향 외측으로 돌출될 수 있다. 에지 또는 측면 부분들은 제동 동안 브레이크 패드에 의해 연결되지 않을 수 있다. 에지 또는 측면 부분들은 소음 또는 먼지 차폐 기능을 제공할 수 있다. 상술한 유형의 적어도 하나의 먼지 수집 부재는 상기 측면 또는 에지 부분들 중 임의의 것의 축방향 내측에 제공될 수 있다.

일례로, 브레이크 라이닝은 브레이크 디스크의 외주면과 접촉하기 위한 접촉면에 적어도 하나의 홈을 포함한다. 홈은, 예를 들어, 반경방향 만입부를 정의하면서 원주방향으로 또는 축방향으로 연장될 수 있다. 홈의 축방향 폭은, 예를 들어, 1 mm 내지 3 mm, 특히 2 mm 내지 3 mm(경계값을 포함함)일 수 있다. 반경방향 깊이는 4 mm 내지 6 mm(경계값을 포함함)일 수 있다. 홈은, 원하는 방식으로 브레이크 먼지를 안내하는 데 도움이 될 수 있고/있거나 진동 및 소음 특성을 개선하는 데 도움이 될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 첨부된 개략도와 관련하여 아래에서 더 상세히 설명된다. 동일한 기능부들은 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호로 표기될 수 있다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치용 브레이크 디스크의 상이한 구성을 도시한다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치용 브레이크 패드를 도시한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 디스크에 대하여 브레이크 패드를 배치하는 변형예를 도시한다.
도 10은 브레이크 디스크에 오목부가 있는 본 발명의 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치의 부분도이다.
도 11은 브레이크 패드 캐리어에 오목부가 있는 본 발명의 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치의 부분도이다.
도 12는 브레이크 라이닝에 홈이 있는 본 발명의 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치의 부분도이다.
도 13은 브레이크 패드에 먼지 수집 부재가 있는 본 발명의 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치의 부분도이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따라 브레이크 패드에 먼지 수집 부재를 배치하는 변형예를 도시한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치(10)용 브레이크 디스크(12)의 단면도이다. 디스크 브레이크 장치(10)는, 또한, 도 1에만 개략적으로 예시되어 있지만 도 2 내지 도 4에서도 유사한 위치에 제공되는 브레이크 패드(14)를 각각 포함한다.

브레이크 디스크(12)는 금속 재료로 만들어진 단일 또는 다중 부품 부재이다. 브레이크 디스크는 회전 축(R)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 단면 평면은 반경방향으로 연장되며 회전 축(R)을 포함한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 브레이크 디스크(12)는 예시되지 않은 차량 휠을 장착하기 위한 휠 허브로서 구성된 중심 허브(18)를 포함한다. 허브(18)는 도 1에서는 한 축 방향으로만 그리고 도 4에서는 두 축 방향으로 돌출되는 중심 축방향 돌출 부분을 형성한다. 브레이크 디스크(12)는 다수의 중공 부분(20)을 갖고, 이들 중 선택된 것은 도면에서 각각의 참조 부호로 표시되어 있다.

도 1에는, 브레이크 디스크(12)의 측면(22)이 표시되어 있다. 도 1 내지 도 4의 브레이크 디스크(12) 각각은 회전 축(R) 주위에 링형 방식으로 연장되는 외주면(24)을 포함한다. 브레이크 패드(14)는 일반적으로 상기 외주면(24)에 접촉함으로써 제동력을 생성하도록 구성된다.

도 5 및 도 6은 도 1의 브레이크 패드(14) 및 상기 브레이크 패드(14)가 장착되는 브레이크 패드 캐리어(26)(또는 브레이크 캘리퍼)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도시된 예에서, 브레이크 패드(14)는 브레이크 라이닝(28) 및 백 플레이트(30)를 포함한다. 브레이크 라이닝(28)은 브레이크 디스크(12)의 외주면(24)과 접촉하기 위한 마찰 재료를 포함한다(도 1 참조)． 브레이크 패드(14)의 배향은 도 1의 배향, 즉, 도시되지 않은 회전 축(R)이 수평으로 연장되는 배향에 대응한다. 적어도 브레이크 패드(14)는 도 1과 유사한 단면도로 도시되어 있다는 점에 주목한다. 외주면(24)과 접촉하는 브레이크 라이닝(28)의 표면은, 예를 들어, 후술하는 도 7 내지 도 9에서 명백하듯이, 실제로 휘어져 있다.

브레이크 패드 캐리어(26)는, 또한, 브레이크 패드(14)를 브레이크 디스크(12)의 외주면(24)을 향하여 및 외주면(24)으로부터 멀어지게 반경방향으로 변위시키기 위한 액추에이터(32)를 포함한다(도 1 참조)．도 5에서, 액추에이터(32)는 유압식이다. 액추에이터는 브레이크 유체 유입구(34) 및 유체적으로 변위가능한 브레이크 피스톤(36)을 포함한다. 도 6에서, 액추에이터(32)는 전기식이다. 액추에이터는 전기 모터 및/또는 기어 메커니즘(38) 및 스핀들(40)을 포함한다. 일반적으로, (예를 들어, 중공 및/또는 아크 형상 하우징을 갖는) 브레이크 패드 캐리어(26)는, 차량 내에, 예를 들어, 도시되지 않은 차축 구성요소에 고정된다.

도 7 내지 도 9는 브레이크 디스크(12)에 대해 하나 이상의 브레이크 패드 캐리어(26) 및 브레이크 패드(14)(상기 도면에서 브레이크 패드 캐리어(26)에 의해 차단됨)를 배열하는 예를 예시한다. 시야각은, 브레이크 디스크(12)의 중심에 표시되지 않은 회전 축(R)이 화상 면에 직각으로 연장된다는 점에서 이전 도면들과 상이하다.

브레이크 디스크(12)의 외주면(24)에 대향하여 놓인 브레이크 패드 캐리어(26)의 반경방향 내면이 상기 외주면(24)과 유사하게 휘어져 있음을 알 수 있다. 차단된 브레이크 라이닝(22)은 상기 반경방향 내면과 유사하게, 즉, 외주면(24)의 곡률과 일치하는 곡률로 오목하게 휘어진다. 이러한 방식으로, 브레이크 라이닝(22)과 외주면(24) 간의 큰 접촉 영역이 정의된다. 상기 접촉 영역은 축방향(바람직하게는 브레이크 라이닝(22) 및/또는 외주면(24)의 전체 축방향 폭을 따라) 및 원주방향으로 연장된다.

도 8에서, 차단된 브레이크 패드(14)를 각각 포함하는 2개의 브레이크 패드 캐리어(26)는 브레이크 디스크(12)의 외주면(24)을 따라 서로 180° 떨어져 배열된다. 도 9에서, 3개의 브레이크 패드 캐리어(26)는 외주면(24)을 따라 서로 120° 떨어져 배열된다. 일반적으로, 임의의 복수의 브레이크 패드 캐리어(26)는 외주면(24)을 따라 서로 동일한 각도 거리로 분포될 수 있다.

도 10은 임의의 이전 실시예의 기능부와 결합될 수 있는 일 실시예에 따른 브레이크 디스크 장치(10)의 부분도를 도시한다. 이 도면은 도 1과 유사한 단면도이며, 브레이크 디스크(12)의 반경방향 외측 부분의 일부만이 포함되어 있다. 브레이크 디스크(12) 및 특히 이의 외주면(24)은 폐쇄된 링형 방식으로 전체 둘레를 따라 연장되는 오목부(42)를 포함한다. 브레이크 패드(14)는, 선택적으로, 또한 제동하지 않을 때 상기 오목부에 적어도 부분적으로 수용된다. 도시된 예에서, 브레이크 패드(14)는 선택적인 백 플레이트(30) 및 브레이크 라이닝(28)을 포함한다. 오목부(42)와 마찬가지로, 브레이크 라이닝(28)은 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이 다시 휘어질 수 있다.

오목부(42)는 오목부(42)의 하부면(43)에 대해 반경방향 외측으로 돌출되는 측면 부분 또는 에지 부분(44)을 갖는다. 에지 부분들(44)은 축방향으로 이격되어 이들 사이에 브레이크 라이닝(22)을 수용한다. 에지 부분들은 브레이크 라이닝(22) 및 특히 하부면(43)에 대면하는 접촉면(29)을 주변으로부터 (적어도 축방향으로) 차폐한다. 따라서, 에지 부분(44)이 전술한 차폐 부분을 형성한다. 이는 브레이크 먼지 배출 및 소음 배출을 제한하는 데 도움이 된다.

도 11은 브레이크 디스크 장치(10)의 부분도를 도시하며, 이 도면은 도 1과 유사하게 배향된다. 이 경우, 브레이크 패드(14)가 장착되는 브레이크 패드 캐리어(26)는 오목부(42)를 포함한다. 상기 오목부(42)에서, 브레이크 패드(14)는 (특히 완전히) 수용된다. 또한, 반경방향 외부 섹션 및 특히 외주면(24)의 대향 섹션은, 특히 또한 파손되지 않을 때, 상기 오목부(42)에 수용된다. 다시, 오목부(42)는 측면 부분 또는 에지 부분(44)을 갖는다. 이들 부분은 오목부(42)의 하부면(43)에 대해 반경방향 내측으로 돌출된다.

에지 부분(44)은 브레이크 디스크(12)의 일부와 반경방향으로 겹친다. 다시, 에지 부분은 브레이크 라이닝(28)의 접촉면(29) 및 또한 오목부(42)에 수용된 외주면(24)의 섹션을 주변으로부터 차폐한다. 이는 소음과 브레이크 먼지 배출을 제한한다. 따라서, 에지 부분(44)은 전술한 차폐 부분을 다시 형성한다.

도 10은 비제동 상태를 도시하는 반면, 도 11 내지 도 13은 외주면(24)과 접촉하는 브레이크 라이닝(28)을 갖는 제동 상태를 도시한다는 점에 주목한다.

도 12는 도 11의 실시예의 선택적 전개도이다. 추가 기능부로서, 브레이크 라이닝(28) 및 특히 외주면(24)과 접촉하기 위한 접촉면(29)은 적어도 하나의 홈(48)(예를 들어, 하나의 중심 또는 복수의 이격된 장치 홈(48))을 포함한다. 도 12에서는, 3개의 홈(48)이 제공되며, 각 홈은 원주 방향으로 연장되고, 브레이크 라이닝(28)의 접촉면(29)과 유사하게 만곡되며, 상기 곡률은 상기 도 7 내지 도 9와 관련하여 설명된다. 홈(48)은 먼지 유도 기능을 갖고 있으며, 진동 및 소음 특성을 개선하는데 도움을 준다. 홈(48)을 제공하는 것은 도 11 및 12의 추가 세부 사항으로 제한되지 않으며, 또한 본원에 개시된 임의의 다른 실시예에 포함될 수 있다. 단지 선택적인 기능부로서, 브레이크 디스크(12)의 도시된 부분은 다시 도 1 내지 도 4와 유사한 중공 부분(20)을 포함한다.

도 12는 도 11의 실시예의 또 다른 선택적 전개도이다. 추가 기능부로서, (예를 들어, 접착성 및/또는 다공성 재료를 포함하는) 먼지 수집 부재(50)는 각각의 에지 부분(44)의 내측에 제공되고, 브레이크 디스크(12)의 외주면(24)에 대면한다. 먼지 수집 부재(50)를 제공하는 것은 도 11 및 도 12의 추가 세부 사항으로 제한되지 않으며, 본원에 개시된 임의의 다른 실시예에도 포함될 수 있다.

도 14 내지 도 16은 도 13의 먼지 수집 부재(50)에 추가로 또는 대안으로 제공될 수 있는 먼지 수집 부재(50)의 대체 위치를 도시한다. 도 14 내지 도 16에서, 먼지 수집 부재(50)는 브레이크 패드 캐리어(26)의 외측면 또는 외측 에지에 제공된다. 도 14 내지 도 16에 화살표로 표시된 순방향 회전 방향을 참조하면, 도 14는 브레이크 패드 캐리어(26)의 후단 에지에 먼지 수집 부재(50)를 도시하고, 도 16은 브레이크 패드 캐리어(26)의 선단 에지에 먼지 수집 부재(50)를 도시하고, 도 15는 이들 에지 모두에 먼지 수집 부재(50)를 도시한다.

10 디스크 브레이크 장치
12 브레이크 디스크
14 브레이크 패드
18 허브
20 중공 부분
22 측면
24 외주면
26 브레이크 패드 캐리어
28 브레이크 라이닝
29 접촉면
30 백 플레이트
32 액추에이터
34 브레이크 유체 유입구
36 피스톤
38 모터/기어 메커니즘
40 스핀들
42 오목부
43 하부면
44 에지 부분/차폐 부분
48 홈
50 먼지 수집 부재

Claims (13)

1. 회전 축(R)을 중심으로 회전가능한 브레이크 디스크; 및
   브레이크 라이닝을 갖고, 제동력을 생성하기 위해 상기 브레이크 디스크의 외주면과 접촉하도록 이동가능한 적어도 하나의 브레이크 패드를 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크 라이닝은 마찰 재료를 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크 디스크의 외주면은 상기 브레이크 라이닝의 재료와는 다른 재료로 제조된, 디스크 브레이크 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 브레이크 디스크의 외주면은 상기 브레이크 라이닝의 재료보다 단단한 재료를 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크 디스크는 금속 재료를 포함하거나 일체형 금속 부재인, 디스크 브레이크 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크 라이닝은 상기 브레이크 디스크의 외주면과 접촉하기 위한 접촉면을 갖고, 상기 접촉면은 상기 외주면에 대응하여 휘어진, 디스크 브레이크 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크 패드가 장착되는 적어도 하나의 브레이크 패드 캐리어를 더 포함하고, 상기 브레이크 패드 캐리어는 상기 브레이크 라이닝에 대하여 반경방향 내측으로 돌출되는 적어도 하나의 차폐 섹션을 갖는, 디스크 브레이크 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 차폐 섹션은 상기 브레이크 디스크의 외주면의 한 섹션에 인접하여 축방향으로 배치되거나 배치가능한, 디스크 브레이크 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크 패드 캐리어는 적어도 하나의 먼지 수집 부재를 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 먼지 수집 부재는, 상기 브레이크 디스크의 순방향에 대하여 상기 브레이크 패드 캐리어의 후단 에지 또는 선단 에지 중 하나에 배치되는, 디스크 브레이크 장치.
11. 제7항에 있어서,
    상기 브레이크 패드 캐리어는 적어도 하나의 먼지 수집 부재를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 먼지 수집 부재는, 상기 차폐 섹션의 내측에 배치되고, 상기 내측은 상기 브레이크 디스크에 대면하는, 디스크 브레이크 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크의 외주면은 상기 브레이크 패드가 적어도 부분적으로 수용되거나 수용될 수 있는 오목부를 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크의 외주면과 접촉하기 위한 상기 브레이크 라이닝의 접촉면은 적어도 하나의 홈을 포함하는, 디스크 브레이크 장치.

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