KR100225480B1 - 자동차 디스크 브레이크용 피스톤의 복귀력 향상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 자동차의 차륜과 일체로 회전하는 원판형 디스크의 양측면을 유압에 의해 작동하는 피스톤과 연동 하는 마찰 부재가 압박하여 제동력을 발생하는 제동장치의 디스크 브레이크용 피스톤의 복귀력 향상 장치에 관한 것이다.

본 발명의 구성은 피스톤(36)의 외부 둘레면과 면접촉되는 캘리퍼 하우징(34)의 내주면에 단면 형상이 장방형을 구비하는 링형상의 수납홈(34-1)을 형성하며, 하향되는 융기(36-3)가 다수 일체로 형성되는 링형상의 러버 실(36-1)의 몸체(36-2)를 상기 수납홈(34-1)에 압착하여, 상기 융기(36-3)가 피스톤(36)의 외부 둘레면에 접촉되게 하여서, 융기(36-3)의 복원력으로 브레이크 해제시 피스톤(36)이 신속하게 원래 상태로 복원되게 하는 것이다.

Description

자동차 디스크 브레이크용 피스톤의 복귀력 향상 장치

본 발명은 자동차의 차륜과 일체로 회전하는 원판형 디스크의 양측면을 유압에 의해 작동하는 피스톤과 연동하는 마찰 부재가 압박하여 제동력을 발생하는 제동장치의 디스크 브레이크용 피스톤의 복귀력 향상 장치에 관한 것으로, 특히, 캘리퍼 하우징의 내주면에 단면 형상이 장방형을 구비하는 링형상의 수납홈을 형성하고, 이 수납홈에 다수의 융기가 하향되게 일체로 형성되는 러버 실을 압착하여 고정함과 동시에 상기 융기가 피스톤의 외주면 둘레에 면접되게 하여서, 브레이크의 해제시 상기 융기에 의해 피스톤이 신속하게 원래 상태로 복귀되도록 하는 자동차 디스크 브레이크용 피스톤의 복귀력 향상 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 제동장치는 주행하고 있는 자동차의 속도를 감속 또는 정지시키며, 정차중인 자동차가 스스로 움직이지 않도록 하기 위한 장치로서, 최고 속도와 자동차 중량에 대하여 충분한 제동 작용을 하여야 한다. 또한 신뢰성 및 내구성이 커야하고, 작동이 확실하며 운전자에게 피로감을 주지 않아야 한다.

도 1 에는 일반적인 브레이크 계통도가 도시되어 있으며, 도 2 에는 일반적인 디스크 브레이크에 적용되는 캘리퍼(32)의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있는데, 자동차의 전방 차륜에는 디스크 브레이크인 디스크 로터(30)가 후방 차륜에는 드럼 브레이크(40)가 적용되고 있다.

상기 디스크 브레이크(disk brake)는 차륜과 일체로 회전하는 원판형의 디스크 로터(30)에 마찰재인 라이닝(30-1)을 부착한 브레이크 슈(30-2)로 양쪽으로부터 압박하여 제동력을 발생하는 것으로, 디스크 로터(30)를 강하게 압박하는 브레이크 슈(30-2)는 캘리퍼 하우징(34)내의 피스톤(36)에 의하여 누르는데 브레이크 슈(30-2)와 피스톤(36)을 수용하고 있는 디스크 브레이크의 주요 부품을 캘리퍼(32)라고 한다. 한 개의 차륜마다 두 개의 피스톤(36)을 가지고 있어 양쪽으로부터 디스크 로터(30)를 압박하는 타입을 대향 피스톤형이라 하며, 피스톤이 하나밖에 없어 반대편의 브레이크 슈(30-2)를 그 반력으로 디스크 로터(30)를 압박하는 것을 부동 캘리퍼형 이라 한다. 그리고 디스크 로터(30)의 마찰면이 공기중에 노출되어 있으므로 냉각이 양호하고, 고온이 되어도 드럼 브레이크(40)처럼 제동력이 떨어지거나 또는 페달(10) 반응이 변하는 일이 없다.

상기 드럼 브레이크(40)는 차륜과 일체가 되어 회전하는 브레이크 드럼(42)에 마찰재를 부착한 브레이크 슈(44)를 안쪽으로부터 압착하여 제동력을 발생하는 것으로, 브레이크 슈(44)를 확장하여 브레이크 드럼(42)의 안쪽을 누르는 것을 작은 휠 실린더(46)로써, 이 휠 실린더(46)는 유압에 의해 움직여진다. 이러한 드럼 브레이크(40)는 디스크 브레이크 보다 열에 대하여 약한 성질이 있지만, 제동력의 크기에 있어서는 드럼 브레이크(40)가 더 낫다.

이러한 디스크 브레이크 및 드럼 브레이크는 일반적으로 유압 브레이크라 하고 있으며, 파스칼의 원리를 이용한 것으로, 그 작용은 첫째로, 브레이크 페달(10)을 밟음으로써 밟는 힘의 3∼5배의 힘으로 마스터 실린더(20)(브레이크 액 탱크(24) 및 마스터 백(22) 포함)를 눌러 유압을 발생시킨다. 둘째로, 마스터 실린더(20)에서 발생한 유압은 브레이크 라인(12)을 통해 캘리퍼(32)나 휠 실린더(46)에 전달된다. 셋째로, 전달된 유압은 캘리퍼(32나 휠 실린더(46)에 있는 피스톤(36)을 누르고 피스톤(36)은 각각의 브레이크 슈(30-2,44)를 디스크 로터(30) 또는 드럼(42)에 압착시켜 제동력을 발생하는 것이다.

첨부된 도면중 미설명 부호 (30-3)은 실링 부재인 더스트 부츠이다.

종래의 디스크 브레이크는 도 2 에서와 같이 캘리퍼(32)와 디스크 로터(30)로 구성되고, 상기 캘리퍼(32)는 마찰재인 라이닝(30-1)을 부착한 브레이크 슈(30-2)가 설치되며, 유압에 의해 브레이크 슈(30-2)를 동작시키는 피스톤(36)이 설치되어 있다.

상기 캘리퍼 하우징(34)의 수직벽에는 수평으로 관통되어 형성되는 유압 통로(38)가 구비되며, 이 캘리퍼 하우징(24)의 내부로는 동심원을 구비하는 피스톤(36)이 설치되어 있다.

상기 디스크 로터(30)에는 마찰재인 라이닝(30-1)을 부착한 브레이크 슈(30-2)로 하여금 양쪽으로부터 압박하여 제동력을 발생하는 것으로, 디스크 로터(30)를 강하게 압박하는 브레이크 슈(30-2)는 캘리퍼 하우징(34)내의 피스톤(36)에 의하여 압박하게 되어 있었다.

이러한 종래의 디스크 브레이크는 디스크 로터(30)의 마찰면이 공기중에 노출되어 있으므로 냉각이 양호하고, 고온이 되어도 드럼 브레이크처럼 제동력이 떨어지거나 또는 페달 반응이 변하는 일이 없는 등의 장점은 있었다.

그러나 캘리퍼 하우징(34) 및 이에 결합되는 피스톤(36)의 형상이 단순히 원통 모양의 형상으로 형성됨과 동시에 각각의 내주면 및 외주면이 단순한 평면상으로 형성되어 있어, 브레이크 페달의 작동으로 마스터 실린더로부터 캘리퍼 하우징(34)의 유압 통로(38)로 공급되는 작동유가 피스톤(36)의 전면부에 부딪힘과 동시에 이 피스톤(36)이 전진되고, 이어서 슈(30-2) 및 라이닝(30-1)이 디스크 로터(30)의 양측면을 압박함으로써 제동력을 발생시키고 있는데, 이러한 종래의 피스톤(36)은 외주면이 단순한 평면상으로 형성되어 있어 브레이크의 해제 동작시 유입된 작동유에 의해 신속하게 원래 상태로 복귀하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

상기 피스톤(36)의 외부 둘레면이 캘리퍼 하우징(32)의 내주면과 면접촉되어 작동유의 공급시 마찰 면적의 증가로 마찰력이 증가하게 되어 유동성이 저하되는 문제점으로 인해 피스톤(36)이 브레이크 해제시 원래 상태로 신속하게 복귀하지 못하게 되면 브레이크 라이닝(30-1)과 디스크 로터(30)의 마찰 시간이 증대되어, 브레이크 라이닝(30-1) 및 디스크 로터(30)가 쉽게 마모되어 제동 성능이 저하되는 등의 문제점도 있었다.

그리고 상기와 같이 제동 성능의 저하로 인한 안전사고의 발생 및 사용자로 하여금 신뢰감이 저하되는등의 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 캘리퍼 하우징의 내주면에 단면 형상이 장방형을 구비하는 링형상의 수납홈을 형성하고, 이 수납홈에 다수의 융기가 하향되게 일체로 형성되는 러버 실을 압착하여 고정함과 동시에 상기 융기가 피스톤의 외주면 둘레에 면접되게 하여 브레이크의 해제시 상기 융기에 의해 피스톤이 신속하게 원래 상태로 복귀되도록 하여서 브레이크 라이닝과 디스크 로터의 마찰 시간을 최소화함과 동시에 마모를 억제하여 제동 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 자동차 디스크 브레이크용 피스톤의 복귀력 향상 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 피스톤의 외부 둘레면과 면접촉되는 캘리퍼 하우징의 내주면에 단면 형상이 장방형을 구비하는 링형상의 수납홈을 형성하며, 하향되는 융기가 다수 일체로 형성되는 링형상의 러버 실의 몸체를 상기 수납홈에 압착하여, 상기 융기가 피스톤의 외부 둘레면에 접촉되게 하여서, 융기의 복원력으로 브레이크 해제시 피스톤이 신속하게 원래 상태로 복원되게 하는 자동차 디스크 브레이크용 피스톤의 복귀력 향상 장치를 제공함에 의해 달성된다.

도 1 은 일반적인 자동차의 브레이크 계통도,

도 2 는 일반적인 캘리퍼의 구성을 보인 단면도,

도 3 은 본 발명에 따른 캘리퍼의 구성을 보인 단면 예시도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

(10) : 브레이크 페달 (20) : 마스터 실린더

(30) : 디스크 로터 (30-1) : 라이닝

(30-2) : 슈 (32) : 캘리퍼

(34) : 하우징 (34-1) : 수납홈

(36) : 피스톤 (36-1) : 러버 실

(36-2) : 몸체 (36-3) : 융기

(38) : 유압 통로 (40) : 드럼 브레이크

다음 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 구체적으로 설명하겠다.

도 3 에는 본 발명에 따른 자동차 디스크 브레이크용 피스톤의 복귀력 향상 장치가 도시되어 있는데, 이 자동차 디스크 브레이크용 피스톤의 복귀력 향상 장치는 피스톤(36)의 외부 둘레면이 면접촉되는 부분에 단면 형상이 장방형을 구비함과 동시에 링형상으로 수납홈(34-1)이 형성되는 캘리퍼(32)의 하우징(34)과, 이 수납홈(34-1)에 압착되어 결합됨과 동시에 다수의 융기(36-3)가 하향되게 형성되며, 링형상으로 형성되는 러버 실(36-1)로 구성된다.

상기 피스톤(36)의 수납홈(34-1)은 더스트 부츠(30-3)와 근접한 위치에 내향되게 동심원상으로 형성됨과 동시에 단면 형상이 장방형으로 형성되고, 링형상으로 연속 형성된다.

상기 러버 실(36-1)은 우수한 복원력을 구비하는 재질로 형성되며, 몸체(36-2)와 다수의 융기(36-3)가 일체로 형성된다.

상기 몸체(36-2)는 상기 수납홈(34-1)과 대응하게 형성됨과 동시에 링형상으로 연속 형성되어 상기 수납홈(34-1)에 압착되어 결합된다.

상기 융기(36-3)는 상기 몸체(36-2)의 내주면에 일체로 하향되게 다수개 형성된다.

상기 러버 실(36-1)은 피스톤(36)을 하우징(34)에 결합하기 전에 먼저 결합하게 되는데, 상기 러버 실(36-1)의 몸체(36-2)를 하우징(34)의 수납홈(34-1)에 압착하여 결합한다.

그리고. 융기(36-3)가 피스톤(36)의 외부둘레면에 면접촉되도록 피스톤(36)을 상기 하우징(34)의 내부면에 밀어서 결합한다.

그러면 상기 융기(36-3)는 피스톤(36)의 외부면에 의해 도 3 의 가상선에서와 같은 형상으로 위치하게 되고, 브레이크 페달의 작동시 작동유가 공급됨에 따라 브레이크 슈(30-2)를 전전시키는 피스톤(36)에 의해 실선에서와 같은 형상으로 위치하게 되며, 이러한 상태에서 복원력을 구비하게 됨과 동시에 브레이크의 해제시 융기(36-3)의 복원력으로 인해 신속하게 피스톤(36)이 원래 상태로 복귀하게 되는 것이다.

따라서, 브레이크 해제시 브레이크 라이닝(30-2)과 디스크 로터(30)의 마찰 시간을 최소화할 수 있음과 동시에 이에 따라 마모를 억제할 수 있어 제동 성능을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한 브레이크 라이닝(30-2) 및 디스크 로터(30)의 내구성을 향상시킬 수 있는 것이다.

다시 설명하면 자동차의 차륜과 일체로 회전하는 원판형 디스크의 양측면을 유압에 의해 작동하는 피스톤이 마찰 부재로 압박하여 제동력을 발생하는 브레이크 장치에 있어서, 상기 피스톤(36)의 외부 둘레면과 면접촉되는 캘리퍼 하우징(34)의 내주면에 단면 형상이 장방형을 구비하는 링형상의 수납홈(34-1)을 형성하며, 하향되는 융기(36-3)가 다수 일체로 형성되는 링형상의 러버 실(36-1)의 몸체(36-2)를 상기 수납홈(34-1)에 압착하여, 상기 융기(36-3)가 피스톤(36)의 외부 둘레면에 접촉되게 하여서, 융기(36-3)의 복원력으로 브레이크 해제시 피스톤(36)이 신속하게 원래 상태로 복원되게 하는 것이다.

그러면 도 3을 참조하여 본 발명의 효과에 관해 설명하겠다.

브레이크의 작동시 마스터 실린더에서 발생되는 유압이 캘리퍼 하우징(34)의 유압 통로(38)를 통해 공급됨과 동시에 피스톤(36)을 이동시켜 브레이크 슈(30-2) 및 브레이크 라이닝(30-1)에 의해 디스크 로터(30)의 양측면을 압박하게 하여 제동력을 얻게 되는 것으로, 이때 피스톤(36)의 이동에 따라 러버 실(36-1)의 융기(36-3)가 브레이크 슈(30-2)의 방향으로 향하게 됨과 동시에 변형된 위치만큼 복원력을 지니게 된다.

브레이크의 해제시 유압 통로(38)를 통해 마스터 실린더로 드레인되는 작동유에 의해 피스톤(36)과 브레이크 슈(30-2) 및 브레이크 라이닝(30-1)이 원래 상태로 복귀하게 됨과 동시에 러버 실(36-1)의 융기(36-3)가 복원력을 구비하는 상태로 변형된 위치에서 원래 상태로 복원됨과 동시에 이에 면접촉되어진 피스톤(36)을 신속하게 원래 상태로 복귀시키도록 하는 것이다.

따라서, 브레이크 해제시 탄성이 우수한 재질로된 러버 실(36-1)의 융기(36-3)에 의해 피스톤(36)이 신속하게 원래 상태로 복귀하게 되어 불필요하게 라이닝(30-1) 및 디스크 로터(30)가 마찰되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

그러므로, 피스톤의 신속한 복귀로 인해 디스크 로터 및 브레이크 라이닝의 내구성 향상 및 마찰 시간의 억제로 제동 성능을 향상시켜 사용자에게 신뢰감을 줄 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 자동차의 차륜과 일체로 회전하는 원판형 디스크의 양측면을 유압에 의해 작동하는 피스톤이 마찰 부재로 압박하여 제동력을 발생하는 브레이크 장치에 있어서;

   상기 피스톤(36)의 외부 둘레면과 면접촉되는 캘리퍼 하우징(34)의 내주면에 단면 형상이 장방형을 구비하는 링형상의 수납홈(34-1)을 형성하며, 하향되는 융기(36-3)가 다수 일체로 형성되는 링형상의 러버 실(36-1)의 몸체(36-2)를 상기 수납홈(34-1)에 압착하여, 상기 융기(36-3)가 피스톤(36)의 외부 둘레면에 접촉되게 하여서, 융기(36-3)의 복원력으로 브레이크 해제시 피스톤(36)이 신속하게 원래 상태로 복원되게 하는 것을 특징으로 하는 자동차 디스크 브레이크용 피스톤의 복귀력 향상 장치.