KR100428138B1 - 자동차의 디스크브레이크 제동력 증가구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 디스크브레이크 제동력 증가구조에 관한 것으로, 피스톤(5)과 패드(4)의 대응면에 디스크(6)의 회전방향으로 경사진 경사면(4a,5a)이 형성되는 구조로 이루어진다.

따라서, 제동작용 중 상기 패드(4)가 피스톤(5)과 디스크(6)의 사이에 끼워져 피스톤(5)의 작동방향으로 추가적인 힘이 발생하게 됨으로써 마찰력이 증대되어 제동성능이 향상될 수 있게 된다.

따라서, 작은 크기로도 동일한 제동성능을 구현할 수 있으므로 브레이크 시스템의 무게를 줄일 수 있으므로 스프링 하 중량의 감소로 차량의 진동 및 운동성능이 개선되는 부수적인 효과도 있게 된다.

Description

자동차의 디스크브레이크 제동력 증가구조{a structure for increasing brake force of disk brake of vehicles}

본 발명은 자동차의 디스크브레이크 제동력 증가구조에 관한 것으로, 특히 패드와 피스톤의 대응면 형상을 변경하여 기구학적으로 제동력을 증가시킬 수 있도록 된 자동차의 디스크브레이크 제동력 증가구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 브레이크로는 디스크 타입 브레이크와 드럼 타입 브레이크가 많이 사용되고 있다.(이하 디스크 타입 브레이크는 디스크브레이크로, 드럼 타입 브레이크는 드럼브레이크로 칭한다.)

상기 디스크브레이크는 도 1에 도시된 바와 같이, 캘리퍼(1)에 가이드볼트(2)를 매개로 좌우방향으로는 슬라이딩 이동가능하고 상하방향(디스크의 회전방향)으로는 이동이 불가한 상태로 캐리어(3)가 장착되고, 이 캐리어(3) 내측에는 소정간격(디스크 삽입공간)을 두고 한 쌍의 패드(4)가 설치되며, 상기 캘리퍼(1)에는 상기 한쪽 패드(4)의 측부로 피스톤(5)이 내장되는 구조로 이루어져 있다.

따라서, 운전자가 브레이크페달을 밟음으로써 발생한 제동유압이 최종적으로 상기 피스톤(5)에 작용하여 이 피스톤(5)이 상기 패드(4)를 디스크에 밀어붙임으로써 마찰에 의한 제동작용이 일어나도록 되어 있었다.

한편, 상기 디스크브레이크는 제동안정성과 방열성이 드럼브레이크에 비하여 우수하지만, 구조적으로 마찰력이 작게 발생하여 제동성 측면에서는 드럼브레이크에 비하여 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 버스나 대형 트럭등 강력한 제동력이 필요한 차량에는 잘 쓰이지 않으며 주로 승용차에 쓰이고 있다.

반면, 상기 드럼브레이크는 도 2에 도시된 바와 같이, 차륜과 동시에 회전되는 드럼(11)의 내부에 한쌍의 슈우(12)가 구비되어(트레일링슈우는 도시하지 않음), 이 슈우(12)가 유압에 의해 앵커핀(13)을 중심으로 회동하여 드럼(11)에 밀착됨으로써 제동작용이 이루어진다.

그런데, 이 드럼브레이크의 제동중에는 자기작동작용(self-energizing action)이 일어나 제동력이 증가하는 현상이 발생한다.

즉, 브레이크페달을 밟음으로써 상기 슈우(12;정확히는 리딩슈우)가 드럼(11)에 밀어붙여지면 마찰력에 의해 슈우(12)가 드럼(11)과 함께 회전하려고 하는 경향이 생기며, 이때문에 슈우(12)의 확장력(F)이 증가하여 보다 강력하게 드럼(11)을 압박하게 됨으로써 제동력이 증가하게 되는 것이다.

따라서, 마찰면적이 동일한 경우에 드럼브레이크의 제동력이 디스크브레이크에 비하여 우수하다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로서, 디스크브레이크에서도 드럼브레이크에서와 같이 자기작동작용이 발생하도록 함으로써 제동력을 증가시킬 수 있도록 된 자동차의 디스크브레이크 제동력 증가구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 디스크브레이크의 분해사시도,

도 2는 드럼브레이크의 작동상태 설명도,

도 3은 본 발명에 따른 디스크브레이크의 평단면도,

도 4는 본 발명에 따른 디스크브레이크의 작동상태 설명도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 캘리퍼, 2 : 가이드볼트,

3 : 캐리어, 4 : 패드,

5 : 피스톤, 4a,5a : 경사면,6 : 디스크.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 캘리퍼에 설치되는 캐리어에 한쌍의 패드가 구비되고, 이 패드의 사이에 차륜과 동시에 회전되는 디스크가 위치되어 상기 캘리퍼에 내장된 피스톤의 가압력에 의해 패드가 디스크에 밀어붙여져 제동작용이 일어나도록 된 자동차의 디스크브레이크에 있어서, 상기 피스톤과 패드의 경사면에 디스크의 회전방향으로 경사진 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 피스톤과 패드의 사이에 자기작동작용이 발생하여 제동력이 증가할 수 있도록 되어 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 디스크브레이크의 개략 평단면도(디스크를 중심으로 하여 양측부분은 서로 동일한 구조이므로 우측부분은 도시 생략하였다.)로서, 본 발명은 디스크(6)와 소정거리 이격된 상태의 패드(4)와, 이 패드(4)를 상기 디스크(6)로 밀어 붙이는 피스톤(5)을 구비한 디스크브레이크에 있어서, 상기 패드(4)와 피스톤(5)의 대응면에 각각 디스크(6)의 회전방향으로 기울어진 경사면(4a,5a)이 형성되는 구조로 이루어진다.즉, 상기 경사면(4a,5a)들은 앞쪽 단부 (도면상으로는 하부)가 뒤쪽 단부(도면상 상부)에 비하여 상기 디스크(6)에 가깝게 형성되어 있다.

물론, 상기 패드(4)는 캘리퍼(1)에 가이드볼트(2)로 장착되는 캐리어(3)의 내측에 설치되어 수평방향 이동은 가능하나 디스크(6)의 회전방향으로의 이동은 불가능한 상태로 되어 있으며, 상기 피스톤(5)은 캘리퍼(1)의 한쪽 측부 즉, 상기 캐리어(3)가 설치된 부분의 측부에 내설되는 구조는 종래와 동일하다.

따라서, 다음과 같은 제동작용이 일어나게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 차량이 주행중(상기 디스크(6)가 화살표방향으로 회전할 때) 운전자가 브레이크페달을 밟으면 제동유압을 전달받은 피스톤(5)이 힘 F₁으로 패드(4)를 밀게 되며, 이때 피스톤(5)과 패드(4)의 마찰력 F₂는 상기 패드(4)와 피스톤(5)의 경사면(4a,5a)방향으로 작용하게 된다.

따라서, 상기 마찰력 F₂의 수평방향 분력 F₃가 상기 피스톤(5)의 미는 힘 F₁과 같은 방향으로 작용하여 패드(4)를 더욱 강력하게 디스크(6)에 밀어 붙여 줌으로써 마찰력을 증가시키게 된다.

즉, 브레이크가 작동할 때 상기 경사면(4a,5a)을 따라 패드(4)가 피스톤(5)과 디스크(6) 사이에 끼이는 현상이 발생하여 패드(4)에 피스톤(5) 작동방향으로의 힘이 부가됨으로써 마찰력이 증가되는 것이다.

이와 같이 마찰력이 증가됨으로써 차량의 제동력이 증대될 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 다르면, 드럼브레이크에서 발생되는 자기작동작용을 디스크브레이크에서도 발생되도록 함으로써 패드가 디스크에 밀착되는 힘을 증대시켜 마찰 제동력을 증가시킬 수 있게 되었다.

즉, 제동력을 증가시키기 위한 여타 장치들의 추가 설치나 브레이크시스템의 크기의 증대 없이도 제동력을 향상시킬 수 있게 된다.

따라서, 동일한 제동력을 얻고자 할때 브레이크 시스템의 크기를 작게 설계할 수 있어서 차량의 중량을 감소시키고, 비용을 절감할 수 있게 된다.

또한, 브레이크 시스템의 중량이 감소됨으로써 서스펜션의 스프링 하 중량(unspring weight, unspring mass)이 감소되어 차량의 진동 및 운동성능이 개선되는 효과가 있게 된다.

Claims (1)

1. 캘리퍼(1)에 설치되는 캐리어(3)에 한쌍의 패드(4)가 구비되고, 이 패드(4)의 사이에 차륜과 동시에 회전되는 디스크(6)가 위치되어 상기 캘리퍼(1)에 내장된 피스톤(5)의 가압력에 의해 패드(4)가 디스크(6)에 밀어붙여져 제동작용이 일어나도록 된 자동차의 디스크브레이크에 있어서,

   상기 피스톤(5)과 패드(4)의 대응면에 디스크(6)의 회전방향으로 경사진 경사면(4a,5a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 디스크브레이크 제동력 증가구조.