KR20210058900A - 브레이크 조립체의 슬랙 조정 방법 및 브레이크 조립체 - Google Patents

브레이크 조립체의 슬랙 조정 방법 및 브레이크 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브레이크 조립체의 슬랙(slack) 조정 방법에 관한 것으로, 브레이크 조립체는 브레이크 디스크, 브레이크 패드, 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 마찰식으로 맞물려 제동 위치를 정하도록 전방 방향으로 구동되고, 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 분리되고 브레이크 패드가 휴지 위치로 이동하도록 후방 방향으로 구동되는 출력 샤프트를 지닌 액추에이터, 및 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 예정된 축방향 슬랙 거리를 조정하는 슬랙 조정기를 포함하고, 브레이크 패드는 휴지 위치에서 예정된 기준 위치로 후방 방향으로 이동되고, 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 축방향 슬랙 거리의 조정이 개시되는 것인 방법에 관한 것이다.

Description

브레이크 조립체의 슬랙 조정 방법 및 브레이크 조립체
본 발명은 브레이크 조립체의 슬랙 조정 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 브레이크 조립체를 제공한다.
일반적으로, 전기 작동식 브레이크 조립체는 서로 마찰식으로 맞물려 제동력을 형성하는 브레이크 패드와 브레이크 디스크를 포함한다. 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 마찰 접촉은 통상 브레이크 패드에 액추에이터 힘을 가하여 브레이크 패드를 브레이크 디스크 방향으로 이동시키는 액추에이터에 의해 형성된다. 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 마찰 접촉으로 인해, 브레이크 패드 마모와 브레이크 디스크 마모가 발생하고, 이는 액추에이터 힘이 인가되지 않고 이에 따라 제동력이 형성되지 않는 아이들(idle) 상태에서 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 거리 변화를 초래한다. 마모가 증가하는 것에 의해, 우선 최대 제동력에 도달할 수 없고, 둘째로 원하는 제동력이 인가되는 실제 제동력과 달라진다.
US 2008/0156593 A1로부터, 패드마모를 보상하는 기계식 조정기 기구가 알려져 있다. 기계식 조정은 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 맞물림 제동 상황에서 또는 제동력이 인가되지 않고,각각의 제동 작동 상황 후에 브레이크 패드가 브레이크에 대해 이동하는 휴지 위치, 공회전 위치에서 연속 기동된다.
그러나, 그러한 기계식 조정 기구는 많은 브레이크 조립체 어플리케이션 각각에 적합하지 않다.
예컨대, 브레이크 구성요소에 대한 손상을 방지하기 위해, 특히 휠 브레이크액추에이터가 고속으로 작동되고, 오작동 또는 파워 손실이 발생할 때, 예정된 작동 상황의 경우에 액추에이터 힘을 흡수하는 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛이 구성된다.
에너지 흡수 디바이스로 인해, 휠 브레이크 액추에이터에 의해 작동력 또는 제동력이 인가되지 않는 액추에이터 휴지 위치, 즉 각각의 아이들 포인트가 정확히 규정되는것이아니라 제동 역학에 좌우된다. 특히, 액추에이터의 출력 샤프트는 제동 작동 후 매번 약간 상이한 축방향 위치로 복귀되어, 통상 슬랙 조정을 기동하는 데 사용되는 아이들 포인트가 축방향으로 변하고, 이에 따라 비규정된다.
따라서, 기지의 기계식 슬랙 조정 수단은 에너지 흡수 유닛을 지닌 휠 브레이크 액추에이터나 아이들 포인트를 정확하게 규정할 수 없는 기타 어플리케이션에 부적합하다. 더욱이, 브레이크 조립체의 신뢰성 있는 기능을 제공하기 위해 각각의 제동 활성화 시에 조정 프로세스를 연속적으로 수행하는 것이 불필요한 것으로 확인되었다.
본 발명의 목적은 종래기술의 단점을 극복하는 것으로, 구체적으로는 아이들 포인트를 정확하게 규정할 수 없고/없거나 에너지 흡수 유닛이 요구되는 어플리케이션에 특히 적합한, 보다 효율적인 브레이크 조립체의 슬랙 조정 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립 청구항 1 및 14의 보호 대상에 의해 달성된다.
본 발명의 양태에 따르면, 브레이크 조립체의 슬랙 조정 방법이 제공된다. 브레이크 조립체는 브레이크 디스크, 브레이크 패드, 및 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 마찰식 맞물림되게 전방 방향으로 구동되는 출력 샤프트를 지닌 액추에이터를 포함한다. 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 마찰식으로 맞물리는 위치는 제동 위치라고 한다. 출력 샤프트는 브레이크 패드와 브레이크 디스크를 분리하고 브레이크 패드를 휴지 위치로 이동시키기 위해 역방향으로 구동될 수 있다. 휴지 위치는, 액추에이터 힘 또는 제동력이 인가되지 않고, 제동 작동 후에, 특히 동적 또는 서비스 제동 작동 중에 브레이크 패드가 복귀하는 아이들 위치라고도 할 수 있는 위치로서 인용된다.
브레이크 조립체는 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 예정된 축방향 슬랙 거리를 조정하는 슬랙 조정기를 더 포함한다. 예정된 축방향 슬랙 거리는, 최적 제동 작동 특징이 달성될 수 있도록, 특히 최대 제동력이 인가될 수 있고/있거나, 사용자, 즉 운전자에 의한 브레이크 페달의 활성화와 브레이크 패드에 의한 브레이크 디스크로의 제동력 전달 사이의 지연이 최적화되도록 차량 제조업자 또는 차량을 정비하는 정비공에 의해 설정된다. 슬랙 조정기는 브레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 증가하는 마모 및 인열에도 불구하는 브레이크 조립체의 신뢰성 있는 제동 기능을 보장하는 기능을 한다. 즉, 슬랙 조정기는, 특히 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 축방향 슬랙 거리를 감소 및/또는 증가시키는 것에 의해 브레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 마모 및 인열을 보상한다.
본 발명에 따르면, 브레이크 패드는 휴지 위치에서 반대 위치로 이동되고, 브래이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 축방향 슬랙 거리의 조정이 개시된다. 휴지 위치에서 시작하여 후방 방향으로의 브레이크 패드의 이동 - 음의 스트로크라고 할 수 있고, 바람직하게는 출력 샤프트 측으로 후방 방향으로 지향되는 작동력을 인가하는 액추에이터에 의해 수행됨 - 으로 인해, 오로지 원하는 경우, 즉 필요한 경우에만 슬랙 조정 절차가 수행되는 것이 보장된다. 더욱이, 바람직하게는 휴지 위치를 지나 예정된 기준 위치로 후방 방향으로 브레이크 패드를 적극적으로 이동시키는 것에 의해, 실제 축방향 슬랙 거리를 결정하기 위한 일정한 기준 포인트가 제공된다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 축방향 슬랙값 및/또는 블레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 마모 및 인열 레벨이 측정된다. 바람직하게는, 축방향 슬랙값은 제동 위치와 휴지 위치 사이에서의 브레이크 패드의 축방향 이동 폭(amplitude)으로서, 구체적으로는 제동 위치와 기준 위치 사이에서의 브레이크 패드의 축방향 이동 폭으로서 규정될 수 있다. 측정을 수행하기 위해, 적절한 측정 디바이스가 마련되고, 슬랙 조정 절차를 개시할 수 있도록 브레이크 조립체, 특히 액추에이터에 커플링될 수 있다. 즉, 슬랙 조정 절차 개시 후, 슬랙 및/또는 마모값 및 인열값이 측정된다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 조정 절차는 바람직하지 않은 마모 및 인열 레벨 및/또는 바람직하지 않은 슬랙값이 검출된 경우에 개시된다. 바람직하게는, 상기한 바람직하지 않은 마모 및 인열 레벨 및/또는 바람직하지 않은 슬랙값이 측정되는 경우, 브레이크 패드는 휴지 위치로부터 예정된 기준 위치로 후방 방향으로 이동된다. 바람직하게는, 슬랙 조정량은 브레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 측정된 마모 및 인열 레벨에 좌우된다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 브레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 측정된 마모 및 인열 레벨 및/또는 측정된 슬랙값이 예정된 각각의 문턱값과 비교되고, 이때 바람직하게는 브레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 마모 및 인열 레벨에 대한 문턱값과 축방향 슬랙 거리에 대한 문턱값이 제공된다. 조정 절차, 바람직하게는 브레이크 패드를 휴지 위치로부터 후방 방향으로 이동시키는 것은, 측정값과 각각의 예정된 문턱값 간의 편차가 검출되는 경우, 특히 브레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 측정된 마모 및 인열 레벨이 예정된 마모 및 인열 레벨 문턱값에서 벗어나는 경우 및/또는 측정된 슬랙값이 슬랙값 문턱값에서 벗어나는 경우에 개시될 수 있다. 본 발명의 추가의 양태에 따르면, 조정 절차는 측정값과 각각의 예정된 문턱값 간의 편차가 예정된 편차 공차(deviation tolerance)를 초과하는 경우에만 개시된다. 예컨대, 편차 공차는 ± 5 %, ± 7 %, ± 10 %, ± 15 % 미만일 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 브레이크 패드는, 예정된 작동 상황의 경우에 출력 샤프트에 후방 방향으로 작용하는 힘을 흡수하기 위해 배치되고/배치되거나 흡수하도록 된 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛에 대해 후방 방향으로 이동된다. 바람직하게는, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 재사용을 위해 에너지, 바람직하게는 흡수된 에너지를 저장하도록 구성된다. 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 보호 유닛이라고도 할 수 있는데, 그 이유는 브레이크 조립체, 또는 브레이크 조립체 구성요소에 대한 손상이 방지되기 때문이다.
브레이크 조립체의 비제어 상황, 예컨대 예상치 못한 에너지 공급 차단 또는 브레이크 액추에이터의 어떠한 내부 오작동 시에 예정된 작동 상황이 발생할 수 있다. 제동 중, 브레이크 조립체의 힘 전달 구성요소는 제동력 레벨에 따라 예하중을 받는다. 제어 상황에서, 액추에이터는 힘 전달 구성요소를 초기 비하중 위치, 바람직하게는 휴지 위치로 이동시키고, 힘 전달 구성요소의 이동을 원활하게 감속(brake down)한다. 오작동 또는 전력 손실과 같은 에러가 보호 유닛을 사용하지 않으면서 감속 이동 중에 발생하는 경우, 브레이크 액추에이터 구성요소는 예응력을 받는 브레이크 조립체 구성요소, 바람직하게는 캘리퍼 유닛에 의해 더욱 가속되고, 이동 종료 위치에서 쇼크형 충돌 또는 충격에 의해 정지되어, 브레이크 조립체 구성요소, 바람직하게는 액추에이터가 손상될 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 흡수된 힘, 바람직하게는 예정된 작동 상황의 경우에 출력 샤프트에 작용하는 힘과 연계된 흡수된 에너지를 소산시키도록 구성된다. 예컨대, 흡수된 힘, 즉 흡수된 에너지는 마찰, 전자 저항 또는 점성 댐프닝(viscous dampening)에 의해 소산될 수 있다. 에너지 흡수 유닛의 배치 및 기능으로 인해, 구체적으로 예정된 작동 상황의 경우에 출력 샤프트에 후방 방향으로 작용하는 힘의 소산으로 인해, 브레이크 조립체 시스템으로부터 과도한 힘, 즉 과도한 에너지가 제거되어 손상이 방지된다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 흡수된 힘을 축적하도록 되어 있다. 바람직하게는, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 스프링 부재, 어큐뮬레이터 또는 배터리를 포함한다. 축적된 힘, 특히 축적된 흡수 에너지는 차량의 에너지 회생 시스템, 바람직하게는 브레이크 조립체의 에너지 회생 시스템에 공급될 수 있다. 이 경우, 흡수된 축적 에너지는 후속하여 후속 제동 공정에서 액추에이터를 위한 에너지 입력으로서 사용될 수 있다.
본 발명의 추가의 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 예정된 작동 상황에서 출력 샤프트에 후방 방향으로 작용하는 힘을 상쇄키도록 구성된다. 추가의 양태에서는, 출력 샤프트에 후방 방향으로 작용하는 힘에 의해 야기되는 출력 샤프트의 운동 에너지가 흡수 유닛의 운동 에너지, 열 에너지 및/또는 전기 에너지로 변환되도록 상쇄력이 작용한다. 따라서, 가용 에너지 저장 공간 또는 후속 제동 작동을 위해 필요한 에너지에 따라, 흡수된 출력 샤프트의 힘의 적어도 일부를 축적하고, 흡수된 출력 샤프트의 힘의 적어도 일부를 소산시키는 것이 가능하다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 액추에이터가 출력 샤프트를 전후 방향으로 구동하는 전기 기계를 포함하도록 구현된다. 전기 기계는, 예정된 작동 상황에서 출력 샤프트의 힘을 흡수하도록 된 발전기 모드로 작동 가능할 수 있다. 발전기 모드는, 기계적 에너지, 바람직하게는 예컨대 액추에이터의 출력 샤프트 또는 다른 구동 출력 샤프트의 운동 에너지가 전력 에너지, 즉 에너지로 변환되는 작동 모드로서 이해될 수 있다. 이에 따라, 예정된 작동 환경에 존재하는 과량의 에너지가 발전기 모드에 공급되도록 사용될 수 있고, 차량의 다른 전기 구성요소에 에너지 흡수 유닛에 의해 흡수된 에너지를 공급하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 브레이크 조립체는 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 마찰식으로 맞물리는 브레이크 단부 위치를 포함한다. 더욱이, 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 분리되는 브레이크 조립체의 휴지 단부 위치가 주어진다. 출력 샤프트가 휴지 위치를 넘어 후방 방향으로 축방향 이동하는 것을 제한하도록 정지 요소가 구성될 수 있다. 이것은 정지 요소가 휴지 위치에 대하여 후방 방향으로 오프셋되어 위치 설정된다는 것을 의미한다. 더욱이, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은, 정지 요소에 대한 출력 샤프트의 충돌이 방지되도록 구성되어, 브레이크 조립체에 대한 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은, 휴지 위치로부터 후방 방향으로의 출력 샤프트의 이동 시에 바람직하게는 반대 방향으로 지향되는 스프링 힘 및/또는 댐프닝 힘이 출력 샤프트에 인가되도록 정지 요소와 연관되는 스프링 부재 또는 점성 댐퍼를 포함한다. 생성된 스프링 힘 및/또는 댐프닝 힘은 예정된 작동 상황에서 출력 샤프트에 후방 방향으로 작용하는 임계적인 힘을 상쇄시킨다. 이에 따라, 후방 방향으로의 출력 샤프트의 축방향 이동이 감속되고, 바람직하게는 정지된다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 전기 에머지 흡수 및/또는 저장 유닛이다. 바람직하게는, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은, 예정된 작동 상황의 경우에 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛이 출력 샤프트의 힘을 흡수하기 위해 자동으로 활성화되도록 전기적으로 활성화 또는 비활성화되고, 및/또는 액추에이터에 커플링된다. 본 발명의 추가의 양태에 따르면, 예정된 작동 상황의 경우에, 액추에이터에 에너지가 공급되지 않더라도 액추에이터는 대응하는 보호 회로, 즉 흡수된 에너지의 적어도 일부를 소산시키기 위한 전기 저항 및/또는 흡수된 에너지의 적어도 일부를 저장하기 위한 전자 어큐뮬레이터에 맞물린다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은, 유도 브레이크(induction break)라고도 알려진 와전류 브레이크, 전기 브레이크 또는 전기 리타더(retarder)를 포함한다. 예정된 작동 상황에서 출력 샤프트가 바람직하게는 휴지 위치를 지나 후방 방향으로 이동할 시, 바람직하게는 에너지 흡수 유닛의 코일, 바람직하게는 와전류 브레이크를 통해 전류가 유도되고, 특히 유도 전류는 에너지 흡수 유닛에 의해 축적되거나 소산될 수 있다. 와전류 브레이크의 기능 원리에 따르면, 전류는 액추에이터의 움직이는 구성요소 또는 예컨대 출력 샤프트에 작용하는 외부 자기장으로 인해 유도되고, 유도 전류는 외부 자기장에 관하여 반대 방향인 자기장을 유도한다. 원래 자기장에 관하여 반대 방향인 자기장이 형성된다는 사실로 인해, 출력 샤프트의 이동이 감속되고, 바람직하게는 정지되며, 이에 의해 브레이크 액추에이터의 높은 관성 및 높은 활동력에 기인하는 브레이크 구성요소에 대한 손상이 방지된다. 전기 저항은 액추에이터 자체에 의해 내부적으로 구현될 수도 있고, 별도의 전기 저항 구성요소에 의해 외부적으로 구현될 수도 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 액추에이터는 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛에 커플링되고, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛에 의해 흡수된 힘이 액추에이터에 의해 소산되도록 구성되며, 특히 액추에이터는 전기 저항을 포함한다. 예컨대, 본 실시예에 따르면, 자동으로 상시 폐쇄 전기 회로와 접속될 수 있고, 스위치를 통해 상시 작동 모드에서, 바람직하게는 예정된 작동 상황이 발생하지 않는 경우에 능동적으로 분리될 수 있는 브레이크 레지스터가 마련된다. 대안으로서 및/또는 추가로, 흡수된 에너지를 바람직하게는 재사용을 위해 저장하도록 커패시터가 회로에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 액추에이터는 공압식, 전자 기계식 또는 유압식 액추에이터일 수 있다. 본 발명에 따른 본 발명의 개념은 이에 따라 대응하는 브레이크 조립체에서 사용되는 특정 타입의 액추에이터로만 제한되지 않는다는 점이 명확하다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 브레이크 조립체는 차량 휠과 회전식으로 맞물리는 브레이크 디스크를 포함한다. 따라서, 브레이크 디스크는 차량 주행 중에 차량 휠의 회전에 따라 회전 운동을 수행한다. 더욱이, 브레이크 패드는, 액추에이터 힘이 인가될 때에 바람직하게는 동적 제동 동작 또는 서비스 제동 동작을 수행하기 위해 브레이크 디스크와 마찰식으로 맞물린다. 브레이크 조립체는 또한, 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 마찰식으로 맞물리게 하도록 - 이로 인해 브레이크 조립체의 제동 위치가 획정됨 - 출력 샤프트를 전방 방향으로 구동되게 하는 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는, 예컨대 전기 모터 및 트랜스미션 부재를 포함하며, 이들은 전기 모터, 바람직하게는 전기 모터의 로터의 회전 동작이 트랜스미션 부재에 의해 출력 샤프트의 축방향 병진 동작으로 변환되게 하도록 출력 샤프트에 커플링된다. 출력 샤프트는 또한 브레이크 패드와 브레이크 디스크를 분리하고 브레이크 패드를 휴지 위치로 이동시키기 위해 전방 방향과 반대되는 후방 방향으로 구동될 수 있다. 휴지 위치는, 액추에이터 힘 또는 제동력이 인가되지 않는 위치 및/또는 제동 작동, 바람직하게는 동적 제동 작동 후에 브레이크 패드가 이동하는 위치로서 규정될 수 있다. 브레이크 패드의 이동 방향은 출력 샤프트의 이동 방향에 관하여 반드시 동축으로 배열될 필요는 없지만, 출력 샤프트의 전방 이동은 바람직하게는 브레이크 디스크와 마찰식으로 맞물리는 브레이크 패드의 전방 이동을 초래하고, 출력 샤프트의 후방 이동은 바람직하게는 브레이크 디스크와의 마찰식 접촉이 해제되도록 하는 브레이크 디스크의 후방 이동을 초래한다.
본 발명에 따르면, 브레이크 조립체는 브레이크 패드가 휴지 위치에 있을 때에 브레이크 패드와 브레이크 디스크 간의 예정된 축방향 슬랙 크기를 조정하도록 구성되거나 조정하는 슬랙 조정기를 포함한다. 슬랙 조정기는, 조정 절차를 개시하기 위해 브레이크 패드가 액추에이터에 의해 예정된 기준 위치로 후방 방향으로 이동되도록 구성된다. 기준 위치는 이에 따라 휴지 위치에 대하여 축방향으로 후방 방향으로 오프셋된다.
본 발명의 실시예의 예에서, 브레이크 패드를 바람직하게는 휴지 위치에서부터 시작하여 기준 위치로 이동시키는 데 필요한 액추에이터 힘은, 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 마찰식으로 맞물리도록 출력 샤프트를 전방 방향으로 구동하는 데 필요한 액추에이터 힘 그리고 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 마찰식 체결이 해제되도록 출력 샤프트를 후방 방향으로 구동하는 데 필요한 액추에이터 힘보다 크고, 바람직하게는 이들 힘보다 5 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 % 또는 50 % 넘게 크다. 브레이크 조립체의 상시 작동 중, 특히 동적 제동 또는 서비스 제동 작동 중, 브레이크 조립체는, 출력 샤프트가 고속으로 전후방으로 구동되도록 높은 힘을 발휘해야만, 특히 활성화 시에 브레이크 조립체의 이동하는 구성요소의 관성으로 인해 브레이크 패드가 단기간에 단거리로 휴지 위치를 넘어 후방 방향으로 이동될 수 있다. 그러나, 이러한 제동 작동 중에, 브레이크 패드는 기준 위치에 도달하지 않기 때문에, 조정 절차가 개시되지 않는다. 특히, 브레이크 패드는 휴지 위치로부터 적어도 10 mm 및/또는 최대 100 mm 후방 방향으로 이동된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 브레이크 조립체는 축방향 슬랙값, 바람직하게는 제동 위치와 휴지 위치 사이에서의 브레이크 패드의 축방향 폭, 특히 제동 위치와 기준 위치 사이에서의 브레이크 패드의 축방향 폭을 측정하는 센서 유닛을 포함한다. 축방향 슬랙값은 휴지 위치에서의 브레이크 디스크와 브레이크 패드 사이의 거리로서 규정될 수도 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 센서 유닛은 액추에이터에 관하여 배치되고 및/또는 센서 유닛이 브레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 마모 및 인열 레벨을 측정하도록 되어 있다. 센서 유닛은 차량(도시하지 않음)의 전자 시스템(도시하지 않음)과 전기 접속될 수 있다는 점이 명백하다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 센서 유닛은 바람직하게는 마모 및 인열 레벨 및/또는 축방향 슬랙값을 독립적으로 측정하는 광 센서 및/또는 음향 센서를 포함한다. 대안으로서, 광 및 음향 센서가 리던던트 센서 시스템(redundant sensor system)으로서 실현될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 브레이크 조립체, 특히 액추에이터는 센서 유닛에 연결된 제어 유닛을 포함하여, 센서가 원치 않는 마모 및 인열 레벨 및/또는 원치 않는 슬랙값을 검출하는 경우, 액추에이터가 조정 절차를 개시하고, 바람직하게는 브레이크 패드를 예정된 기준 위치로 이동시킨다. 제어 유닛은 물리적으로 및/또는 전자적으로 센서 유닛에 연결될 수 있다. 제어 유닛과 센서 유닛이 무선 통신 시스템을 통해 통신하는 것도 또한 가능하다. 대안으로서, 제어 유닛과 센서 유닛은, 예컨대 케이블을 통해 또는 차량의 전자 시스템에 커플링될 수 있는 공동 인쇄 회로 기판(PCB)을 통해 직접 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 제어 유닛은 브레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 측정된 마모 및 인열 레벨 및/또는 측정된 슬랙값을 각각의 예정된 문턱값과 비교한다. 제어 유닛은 또한 측정값과 각각의 예정된 문턱값 간의 편차가 있는 경우에 조정 절차를 개시할 수 있다. 바람직하게는, 제어 유닛은, 측정값과 각각의 예정된 문턱값 간의 편차가, 예컨대 최대 3 %, 5 %, 7 %, 또는 최대 10 %의 예정된 편차 공차를 초과하는 경우에만 조정 절차를 개시한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 브레이크 조립체는, 예정된 작동 상황의 경우에 출력 샤프트에 후방 방향으로 작용하는 힘을 흡수하도록 된 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛을 포함할 수 있다. 브레이크 조립체의 비제어 상황, 예컨대 예상치 못한 에너지 공급 차단 또는 브레이크 액추에이터의 임의의 내부 오작동 시에 예정된 작동 상황이 발생할 수 있다. 제동 중, 브레이크 조립체의 힘 전달 구성요소는 제동력 레벨에 따라 예하중을 받는다. 제어 상황에서, 액추에이터는 힘 전달 구성요소를 초기 비하중 위치, 바람직하게는 휴지 위치로 이동시키고, 힘 전달 구성요소의 이동을 원활하게 감속한다. 오작동 또는 전력 손실과 같은 에러가 보호 유닛을 사용하지 않으면서 감속 이동 중에 발생하는 경우, 브레이크 액추에이터 구성요소는 예응력을 받는 브레이크 조립체 구성요소, 바람직하게는 캘리퍼 유닛에 의해 더욱 가속되고, 이동 종료 위치에서 쇼크형 충돌 또는 충격에 의해 정지되어, 브레이크 조립체 구성요소, 바람직하게는 액추에이터가 손상될 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 흡수된 힘, 바람직하게는 예정된 작동 상황의 경우에 출력 샤프트에 작용하는 힘과 관련된 흡수된 에너지를 소산시키도록 구성된다. 예컨대, 흡수된 힘, 또는 흡수된 에너지는 마찰, 전기 저항 또는 점성 댐프닝(viscous dampening)에 의해 소산될 수 있다. 에너지 흡수 유닛의 배치 및 기능으로 인해, 구체적으로 예정된 작동 상황의 경우에 출력 샤프트에 후방 방향으로 작용하는 힘의 소산으로 인해, 브레이크 조립체 시스템으로부터 과도한 힘, 즉 과도한 에너지가 제거되어 손상이 방지된다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 흡수된 힘을 축적하도록 되어 있다. 바람직하게는, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 스프링 부재, 어큐뮬레이터 또는 배터리를 포함한다. 축적된 힘, 특히 축적된 흡수 에너지는 차량의 에너지 회생 시스템, 바람직하게는 브레이크 조립체의 에너지 회생 시스템에 공급될 수 있다. 이 경우, 흡수된 축적 에너지는 후속하여 후속 제동 작동에서 액추에이터를 위한 에너지 입력으로서 사용될 수 있다.
본 발명의 추가의 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 예정된 작동 상황에서 출력 샤프트에 후방 방향으로 작용하는 힘과 관련된 흡수된 에너지를 상쇄시키도록 구성된다. 추가의 양태에서는, 출력 샤프트에 후방 방향으로 작용하는 힘에 의해 야기되는 출력 샤프트의 운동 에너지가 흡수 유닛의 운동 에너지, 열 에너지 및/또는 전기 에너지로 변환되도록 상쇄력이 작용한다. 따라서, 가용 에너지 저장 공간 또는 후속 제동 작동을 위해 필요한 에너지에 따라 흡수된 출력 샤프트의 힘의 적어도 일부를 축적하고, 흡수된 출력 샤프트의 힘의 적어도 일부를 소산시키는 것이 가능하다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 액추에이터가 출력 샤프트를 전후 방향으로 구동하는 전기 기계를 포함하도록 구현된다. 전기 기계는, 예정된 작동 상황에서 출력 샤프트의 힘을 흡수하도록 된 발전기 모드로 작동 가능할 수 있다. 발전기 모드는, 기계적 에너지, 바람직하게는 예컨대 액추에이터의 출력 샤프트 또는 다른 구동 출력 샤프트의 운동 에너지가 전력 또는 에너지로 변환되는 작동 모드로서 이해될 수 있다. 이에 따라, 예정된 작동 환경에 존재하는 과량의 에너지는 발전기 모드에 공급되도록 사용될 수 있고, 차량의 다른 전기 구성요소에 에너지 흡수 유닛에 의해 흡수된 에너지를 공급하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 브레이크 조립체는 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 마찰식으로 맞물리는 브레이크 단부 위치를 포함한다. 더욱이, 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 분리되는 브레이크 조립체의 휴지 단부 위치가 주어진다. 출력 샤프트가 휴지 위치를 넘어 후방 방향으로 축방향 이동하는 것을 제한하도록 정지 요소가 배치될 수 있다. 이것은 정지 요소가 휴지 위치에 대하여 후방 방향으로 오프셋되어 위치 설정된다는 것을 의미한다. 더욱이, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은, 정지 요소에 대한 출력 샤프트의 충돌이 방지되도록 구성되어, 브레이크 조립체에 대한 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은, 휴지 위치로부터 후방 방향으로의 출력 샤프트의 이동 시에 바람직하게는 반대 방향으로 지향되는 스프링 힘 및/또는 댐프닝 힘이 출력 샤프트에 인가되도록 정지 요소와 연관되는 스프링 부재 또는 점성 댐퍼를 포함한다. 생성된 스프링 힘 및/또는 댐프닝 힘은 예정된 작동 상황에서 출력 샤프트에 후방 방향으로 작용하는 임계적인 힘을 상쇄시킨다. 이에 따라, 후방 방향으로의 출력 샤프트의 축방향 이동이 감속되고, 바람직하게는 정지된다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은 전기 에머지 흡수 및/또는 저장 유닛이다. 바람직하게는, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은, 예정된 작동 상황에서 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛이 출력 샤프트의 힘을 흡수하기 위해 자동으로 활성화되도록 전기적으로 활성화 또는 비활성화되고, 및/또는 액추에이터에 커플링된다. 본 발명의 추가의 양태에 따르면, 예정된 작동 상황의 경우에, 액추에이터에 에너지가 공급되지 않더라도 액추에이터는 대응하는 보호 회로, 즉 흡수된 에너지의 적어도 일부를 소산시키기 위한 전기 저항 및/또는 흡수된 에너지의 적어도 일부를 저장하기 위한 전자 어큐뮬레이터에 맞물린다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛은, 예컨대 출력 샤프트의 운동 에너지를 열로서 소산시키는 것에 의해 출력 샤프트의 축방향 이동을 감속시키거나 정지시키는 유도 브레이크라고도 알려진 와전류 브레이크, 전기 브레이크 또는 전기 리타더(retarder)를 포함한다. 예정된 작동 상황에서 출력 샤프트가 바람직하게는 휴지 위치를 지나 후방 방향으로 이동할 시, 바람직하게는 에너지 흡수 유닛의 코일, 바람직하게는 와전류 부레이크를 통해 전류가 유도되고, 특히 이 유도 전류는 에너지 흡수 유닛에 의해 축적되거나 소산될 수 있다. 와전류 브레이크의 기능 원리에 따르면, 전류는 액추에이터의 움직이는 구성요소 또는 예컨대 출력 샤프트에 작용하는 외부 자기장으로 인해 유도되고, 이 유도 전류는 외부 자기장에 관하여 반대 방향인 자기장을 유도한다. 원래 자기장에 관하여 반대 방향인 자기장이 형성된다는 사실로 인해, 출력 샤프트의 이동이 감속되고, 바람직하게는 정지되며, 이에 의해 브레이크 액추에이터의 높은 관성 및 높은 원동력에 기인하는 브레이크 구성요소에 대한 손상이 방지된다. 전기 저항은 액추에이터 자체에 의해 내부적으로 구현될 수도 있고, 별도의 전기 저항 구성요소에 의해 외부적으로 구현될 수도 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 액추에이터는 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛에 커플링되고, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛에 의해 흡수된 힘이 액추에이터에 의해 소산되도록 구성되며, 특히 액추에이터는 전기 저항을 포함한다. 예컨대, 본 실시예에 따르면, 자동으로 상시 폐쇄 전기 회로와 접속될 수 있고, 상시 작동 모드에서, 바람직하게는 예정된 작동 상황이 발생하지 않는 경우에 스위치를 통해 능동적으로 분리될 수 있는 브레이크 레지스터가 마련된다. 대안으로서 및/또는 추가로, 흡수된 에너지를 바람직하게는 재사용을 위해 저장하도록 커패시터가 회로에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 액추에이터는 공압식, 전자 기계식 또는 유압식 액추에이터일 수 있다. 본 발명에 따른 본 발명의 개념은 이에 따라 대응하는 브레이크 조립체에서 사용되는 특정 타입의 액추에이터로만 제한되지 않는다는 점이 명확하다.
특히 휠-브레이크 조립체 구성요소에 대한 손상을 방지하기 위해 상기한 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛이 필요한 휠 브레이크 어플리케이션에서, 휴지 위치는 슬랙 조정 절차를 개시하는 데 적절하지 않은데, 그 이유는 브레이크 조립체에 의한 동적 제동 작동 중에 액추에이터, 또는 출력 샤프트가 각각의 제동 작동 후에, 각각의 제동 어플리케이션의 에너지 및 힘에 따라 약간 상이한 축방향으로 복귀되기 때문이다. 따라서, 슬랙 조정 절차를 신뢰성 있게 기동하거나 개시하는 다른 기준 위치가 규정된다는 것이 본 발명의 장점이다.
축방향 슬랙 거리 및/또는 브레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 실제 마모 및 인열 레벨은 센서 유닛에 의해 측정되고, 축방향 슬랙 거리를 조정하기 위해 액추에이터의 제어 유닛에 전달된다. 센서 유닛 및 제어 유닛을 통해, 슬랙 조정 절차를 취할 시기를 결정하기 위해 측정이 연속적으로 수행되고 평가될 수 있다. 유리하게는, 슬랙 조정 절차는 단지 필요한 경우에만 개시되거나 기동된다. 이러한 결정은 예정된 축방향 슬랙 거리 문턱값 및 브레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 마모 및 인열 레벨 문턱값에 따라 이루어진다.
예시적인 실시예에서, 기준 위치는 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛에 의해 인가되는 예정된 힘의 값에 의해 규정된다. 이것은, 예정된 기준 위치를 신뢰성 있게 규정하기 위해, 브레이크 패드가 휴지 위치에서 기준 위치로 이동하여 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛이 반대 방향, 즉 전방 방향으로 지향되도록 할 때에 힘의 값을 측정하여, 브레이크 패드의 후방 방향으로의 축방향 이동을 제한하는, 예컨대 힘 계량기가 구성될 수 있음을 의미한다. 대안으로서, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛이 스프링 부재에 의해 구현되는 경우, 기준 위치는 스프링 부재의 완전 압축, 즉 변형 위치로서 규정될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 설명한 본 발명의 양태에 따른 브레이크 조립체를 구현하도록 규정될 수 있고, 그 반대도 이루어진다.
바람직한 실시예가 종속항에 의해 주어진다.
아래의 상세한 설명은 첨부도면을 참고한다. 동일한 도면부호는 상이한 도면에서 동일하거나 유사한 요소를 식별하는 데 이용될 수 있다. 아래 설명에서는, 청구되는 본 발명의 다양한 양태에 관한 전반적인 이해를 제공하기 위해, 설명을 목적으로 그리고 비제한적으로, 특정 구조, 기능 등과 같은 특별한 상세가 기술된다.
그러나, 청구되는 본 발명의 다양한 양태가 상기 특별한 상세로부터 벗어나지 않는 다른 예로 실시될 수 있다는 것이 본 개시의 이점을 갖는 당업자들에게 명백할 것이다. 특정 경우에, 잘 알려진 디바이스 및 방법에 관한 설명은, 불필요한 상세로 본 발명의 설명을 애매하게 하지 않도록 하기 위해 생략된다.
도 1은 제1 작동 상황에서의 본 발명에 따른 브레이크 조립체의 개략도를 보여주고,
도 2는 다른 작동 상황에서의 본 발명에 따른 브레이크 조립체의 개략도를 보여주며,
도 3은 다른 작동 상황에서의 본 발명에 따른 브레이크 조립체의 개략도를 보여준다.
본 발명의 바람직한 실시예에 관한 아래의 상세한 설명에서, 본 발명에 따른 브레이크 조립체는 전체적으로 도면 부호 100으로 나타낸다.
도 1은 브레이크 조립체(100)의 활성 제동 작동이 도시되어 있다. 제동 작동 중, 브레이크 패드(11)는, 차량(도시하지 않음)의 휠과 회전식으로 맞물리는 브레이크 디스크(9)와 마찰 결합된다. 제동 작동 시, 클램핑력이 브레이크 패드(11)에 의해 브레이크 디스크(9) 상에 인가된다. 브레이크 패드(11)의 활성화는 레버 장치(13)에 의해 실현된다. 레버 장치(13)는 액추에이터(1)에 의해 활성화될 수 있는 출력 샤프트(2)에 커플링된다. 레버 장치(13)는 출력 샤프트(2)의 원위 단부(15)에 배치된 커플링 부재(6)에 의해 형상 끼워맞춤식으로 및/또는 압입식으로 출력 샤프트에 커플링될 수 있다. 레버 장치(13)는, 레버(7)의 일단부(19)에 의해, 차량(도시하지 않음)의 섀시에 상시 고정식으로 배치되는 마운팅(17) 상에 피봇식으로 장착되는 피봇팅 부재를 포함한다. 레버(7)의 일단부(19)에 대해 정반대측에 배치되는 레버(7)의 타단부(21)에는, 바람직하게는 커플링 부재(6)에 의해 출력 샤프트(2)가 커플링되고, 이에 따라 레버(7)가 마운팅(17)에 대해 피봇팅 운동을 수행할 수 있고, 출력 샤프트(2)가 전방 방향(F) 및 후방 방향(R)으로의 병진 운동을 수행할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 전방 방향(F)은 제동 작동 위치, 즉 브레이크 디스크(9)와 마찰식으로 맞물리는 위치로의 브레이크 패드(9)의 이동 방향을 규정한다. 또한, 후방 방향(R)은 반대 방향, 즉 브레이크 디스크(9)가 분리되어 제동력이 인가되지 않는 휴지 위치로 이동할 때에 브레이크 패드(11)의 이동 방향을 규정한다.
일반적으로, 브레이크 조립체(100)의 작동 중에, 예컨대 전자 기계식 액추에이터일 수 있는 액추에이터(1)가 액추에이터 힘을 생성하며, 이 액추에이터 힘은 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크가 마찰식으로 맞물리는 제동 위치를 규정하기 위해, 또는 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9)가 분리되어 마찰식 맞물림이 해제되게 하기 위해 출력 샤프트가 전방 방향(F) 및 후방 방향(F)으로 구동되게 한다. 출력 샤프트(2)의 하나의 축방향 단부 위치는 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9)의 마찰식 맞물림에 의해, 즉 도 1에 도시한 바와 같은 제동 위치에 의해 규정된다. 출력 샤프트(2)는 전방 방향(F)으로 구동되어, 마운팅(17)에 대한 레버(7)의 피봇팅 이동을 유발하고, 이에 따라 일단부(25)에서 피봇팅 레버(7)에 연결되는 시프팅 레버(23)가 전방 방향으로의 출력 샤프트(2)의 축방향 이동을 브레이크 패드(11)가 브레이크 디스크(9)와 마찰식으로 맞물리게 하는 브레이크 패드(11)의 전방 방향 이동으로 변환한다. 도 1로부터 피봇팅 레버(7)가 마운팅(17)에 대해 피봇되고, 이에 의해 레버(23) 그리고 이에 따라 브레이크 패드(11)의 축방향 이동이 야기된다는 것이 명확하다.
브레이크 조립체(100)는 브레이크 패드(11)의 휴지 위치에 있어서 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9) 사이의 예정된 축방향 슬랙 거리를 조정하도록 된 슬랙 조정기(29)를 더 포함하며, 이 슬랙 조정기는 바람직하게는 기계식 슬랙 조정기이다. 슬랙 조정기(29)는 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9) 사이의 축방향 슬랙 거리를 조정하는 데 적합한 임의의 조정 디바이스일 수 있다. 예시를 목적으로, 슬랙 조정기(29)는 시프팅 레버(23)에 배치된다. 그러나, 슬랙 조정기(29)는 브레이크 조립체(100)의 다른 구성요소와 연관될 수 있다. 슬랙 조정 절차의 기능 및 특히 개시가 도 2 및 도 3에 관하여 보다 상세히 설명된다.
도 1에서는, 브레이크 패드(11), 또는 출력 샤프트(2)의 다른 축방향 단부 위치를 고정식 단부 정지부(3)로 나타내며, 이 정지부는 바람직하게는 차량의 섀시(도시하지 않음)에 고정식으로 부착된다. 단부 정지부(3)는 금속으로 제조된 박판 또는 디스크일 수 있다. 단부 정지부(3)는, 출력 샤프트가 액추에이터(1)에 의한 활성화 시에 단부 정지부(3)에 대하여 전방 방향(F) 및 후방 방향(R)으로의 상대적인 병진 이동을 수행하도록 그리고 후방 방향(R)으로의 출력 샤프트의 축방향 이동이 단부 정지부(3)에 의해 제한되도록 출력 샤프트(2)에 대해 배치된다. 예컨대, 단부 정지부(3)는 출력 샤프트(2)의 전방 및 후방 이동 방향에 대해서 동심으로 배치되는 관통공(1)을 포함할 수 있다. 예시한 바와 같이, 예정된 작동 상황의 경우에 출력 샤프트(2)에 후방 방향(R)으로 작용하는 힘을 흡수하기 위해 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛(33)이 마련된다. 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛(33)은, 브레이크 조립체(100)의 상시 작동 중에, 또는 동적 제동 작동 중에, 브레이크 패드(11), 또는 출력 샤프트(2)가 단부 정지부(3)에 도달하지 않도록 구성된다. 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛(33)은, 출력 샤프트(2)가 휴지 위치를 넘어 후방 방향(R)으로 이동되는 경우에 출력 샤프트(2)에 전방 방향(F)으로 지향되는 힘을 가한다.
슬랙 조정 절차를 수행하기 위해, 브레이크 패드(11)와 출력 샤프트(2)는 도 2에 도시된 브레이크 패드(1)의 휴지 위치로 이동된다. 도 2에 도시한 바와 같은 브레이크 조립체(100)의 이러한 작동 상태에서, 축방향 슬랙 거리(s)는 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9) 사이에 전방 방향(F) 및 후방 방향(R)으로 존재한다. 더욱이, 출력 샤프트(2)는, 예시한 실시예에 따라 스프링 유닛(4)으로 실현되는 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛(33)에 커플링 부재(6)가 접촉하도록 후방 방향(R)으로 이동된다. 스프링 유닛(4)은 일단부에 의해 고정식인 단부 정지부(3)에서, 그리고 타단부에 의해 스프링 유닛(4)의 변형에 따라 이동 가능한 활성판(5)에서 지지된다. 휴지 위치는, 액추에이터 제동력이 인가되지 않는, 또는 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9)의 마찰식 맞물림이 일어나지 않고, 제동 작동을 수행하기 위해 액추에이터(1)가 출력 샤프트(2)에 작동력을 가하는 경우에 브레이크 패드(11)의 시작 위치를 규정하는 수동 위치라고 칭할 수도 있다. 또한, 예컨대 원치 않는 실제 슬랙값 및/또는 원치 않는 브레이크 패드(11) 및/또는 브레이크 디스크(9)의 마모 및 인열 레벨로 인해 슬랙 조정이 필요한 경우, 우선 브레이크 패드(11)가 휴지 위치로 이동된다. 브레이크 조립체(100)는, 예컨대 실제 슬랙값 및/또는 브레이크 패드(11) 및/또는 브레이크 디스크(9)의 실제 마모 및 인열 레벨을 측정하는 센서 유닛(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 더욱이, 브레이크 조립(100), 또는 액추에이터(1)는 슬랙 조정 절차를 전자적으로 기동하기 위한 제어 유닛(35)을 포함한다. 제어 유닛(35)은, 센서 유닛이 원치 않는 마모 및 인열 레벨 및/또는 원치 않는 슬랙값을 검출한 경우에 액추에이터(1)의 제어 유닛(35)이 조정 절차를 개시하도록 센서 유닛에 연결될 수 있다. 따라서, 슬랙 조정 절차는 필요한 경우에만 개시된다. 불필요한 조정이 방지된다.
슬랙 조정 절차를 개시하기 위해, 바람직하게는 슬랙 조정 절차를 시작하기 위해, 브레이크 패드(11) 또는 출력 샤프트(2)는 브레이크 패드가 휴지 위치를 넘어가도록 후방 방향(R)으로 더욱 이동하여, 음의 스트로크를 수행한다. 슬랙 조정 절차는 따라서 브레이크 패드(11)가 상기한 음의 스트로크를 수행한 경우, 즉 휴지 위치를 넘어 후방 방향(R)으로 이동한 경우에만 개시된다. 휴지 위치에 대한 후방 방향(R)으로의 폭 또는 거리는, 브레이크 조립체(100)의 상시 작동 중에 또는 동적 제동 작동 중에 브레이크 패드(11)가 도 3에 도시한 기준 위치에 도달하지 않도록 결정되어야만 한다. 도 3에 도시한 바와 같은 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛(33)이 마련되는 경우, 브레이크 패드(11)가 그 기준 위치에 도달하도록 출력 샤프트(2)를 활성화하는 액추에이터(1)는 출력 샤프트(2)에 전방 방향(F)으로 인가되는, 즉 브레이크 패드(11) 또는 출력 샤프트(2)의 이동 방향을 거스르는 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛의 힘을 극복해야만 한다. 예시적으로, 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛(33)은 스프링 부재(4)와 활성판(5)을 포함하며, 활성판은 커플링 부재(6)가 고정식으로 부착되고, 예정된 기준 위치에 도달하기 위해 출력 샤프트(2)가 휴지 위치를 지나 후방 방향(R)으로 축방향 이동함으로써 발생하는 스프링 부재의 변형 시에 스프링 부재(4)에 의해 스프링력이 생성되도록 휴지 위치에서 출력 샤프트(2)가 접한다.
특히 휠 브레이크 조립체(100) 구성요소에 대한 손상을 방지하기 위해 상기한 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛(33)이 필요한 휠 브레이크 어플리케이션에서, 휴지 위치는 슬랙 조정 절차를 개시하는 데 적절하지 않은데, 그 이유는 브레이크 조립체(100)에 의한 동적 제동 작동 중에 액추에이터(1), 또는 출력 샤프트(2)가 각각의 제동 작동 후에, 각각의 제동 어플리케이션의 에너지 및 힘에 따라 약간 상이한 축방향으로 복귀되기 때문이다. 따라서, 슬랙 조정 절차를 기동하거나 개시하는 다른 기준 위치가 규정된다는 것이 본 발명의 장점이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 기준 위치는 휴지 위치를 넘어 후방 방향(R)으로 오프셋되고, 브레이크 패드(11), 또는 출력 샤프트(2)를 기준 위치로 이동시키기 위해 액추에이터(1)에 의해 생성된 예정된 활성화 힘에 의해 정해진다. 도 3에서 볼 수 있다시피, 기준 위치에서 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9) 사이의 축방향 거리는 휴지 위치에서의 축방향 슬랙 거리보다 크다. 기준 위치에 도달한 후, 액추에이터 힘은 해제되고, 브레이크 패드(11), 또는 출력 샤프트(2)가 예정된 휴지 위치로 복귀한 다음, 슬랙 조정 절차를 위해 사용된다. 축방향 슬랙 거리(s)를 조정하기 위해, 축방향 슬랙 거리(s) 및/또는 브레이크 패드(11) 및/또는 브레이크 디스크(9)의 실제 마모 및 인열 레벨이 센서 유닛(도시하지 않음)에 의해 측정되고, 액추에이터(1)의 제어 유닛(35)에 전달된다. 센서 유닛 및 제어 유닛(35)을 통해, 슬랙 조정 절차를 취할 시기를 결정하기 위해 측정이 연속적으로 수행되고 평가될 수 있다. 유리하게는, 슬랙 조정 절차는 단지 필요한 경우에만 개시되거나 기동된다. 이러한 결정은 예정된 축방향 슬랙 거리 문턱값 및 브레이크 패드(9) 및/또는 브레이크 디스크(11)의 마모 및 인열 레벨 문턱값에 따라 이루어진다.
상기 설명, 도면 및 청구범위에 개시된 피쳐들은 본 발명을 임의의 조합에서와 같이 상이한 실시예로 개별 구현하는 데 있어서 중요할 수 있다.
1 : 액추에이터
2 : 출력 샤프트
3 : 단부 정지부
4 : 스프링 부재
5 : 활성판
6 : 커플링 부재
7 : 레버
9 : 브레이크 디스크
11 : 브레이크 패드
13 : 레버 장치
15 : 단부
17 : 마운팅
19, 21 : 단부
23 : 레버
25, 27 : 단부
29 : 슬랙 조정기
31 : 관통공
33 : 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛
35 : 제어 유닛
100 : 브레이크 조립체
F : 전방 방향
R : 후방 방향
s : 축방향 슬랙 거리

Claims (14)

  1. 브레이크 조립체(100)의 슬랙(slack) 조정 방법으로서, 브레이크 조립체는 브레이크 디스크(9), 브레이크 패드(11), 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9)가 마찰식 맞물림되어 제동 위치를 정하도록 전방 방향(F)으로 구동되고, 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9)가 분리되고 브레이크 패드(11)를 휴지 위치로 이동시키도록 후방 방향(R)으로 구동되는 출력 샤프트(2)를 지닌 액추에이터(1), 및 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9) 사이의 예정된 축방향 슬랙 거리를 조정하는 슬랙 조정기를 포함하고,
    - 브레이크 패드(11)는 휴지 위치로부터 예정된 기준 위치로 후방 방향(R)으로 이동되고,
    - 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9) 사이의 축방향 슬랙 거리의 조정이 개시되는 것인 브레이크 조립체의 슬랙 조정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 축방향 슬랙값, 바람직하게는 제동 위치와 휴지 위치 사이의 브레이크 패드(11)의 축방향 폭(amplitude), 특히 제동 위치와 기준 위치 사이의 브레이크 패드(11)의 축방향 폭 및/또는 브레이크 패드(11) 및/또는 브레이크 디스크(9)의 마모 및 인열 레벨이 측정되는 것인 브레이크 조립체의 슬랙 조정 방법.
  3. 제2항에 있어서, 원치 않는 마모 및 인열 레벨 및/또는 원치 않는 슬랙값이 검출되는 경우, 조정 절차가 개시되고, 바람직하게는 브레이크 패드(11)가 후방 방향(R)으로 이동되는 것인 브레이크 조립체의 슬랙 조정 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 브레이크 패드(11) 및/또는 브레이크 디스크(9)의 측정된 마모 및 인열 레벨 및/또는 측정된 슬랙값은 각각의 예정된 문턱값과 비교되고, 측정된 값과 각각의 예정된 문턱값 간의 편차가 검출되면 조정 절차가 개시되며, 특히 조정 절차는 측정된 값과 각각의 예정된 문턱값 간의 편차가 예정된 편차 공차(deviation tolerance)를 초과하는 경우에만 개시되는 것인 브레이크 조립체의 슬랙 조정 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 브레이크 패드(11)는, 예정된 작동 상황의 경우에 출력 샤프트(2)에 후방 방향(R)으로 작용하는 힘을 흡수하기 위해 배치되는 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛(33)에 대해 후방 방향(R)으로 이동되는 것인 브레이크 조립체의 슬랙 조정 방법.
  6. 브레이크 조립체(100)로서,
    - 차량의 휠과 회전식 맞물림되는 브레이크 디스크(9);
    - 액추에이터 힘이 인가될 때에 상기 브레이크 디스크(9)와 마찰식 맞물림되는 브레이크 패드(11);
    - 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9)가 상기 마찰식 맞물림되게 하여 제동 위치를 정하도록 전방 방향(F)으로 구동되고, 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9)가 분리되어 브레이크 패드(11)를 휴지 위치로 이동시키도록 후방 방향(R)으로 구동되는 출력 샤프트(2)를 갖는 액추에이터(1); 및
    - 브레이크 패드(11)의 휴지 위치에 있어서 브레이크 패드(11)와 브레이크 디스크(9) 사이의 예정된 축방향 슬랙 거리를 조정하는 슬랙 조정기
    를 포함하고, 슬랙 조정기는, 조정 절차를 개시하기 위해 브레이크 패드(11)가 액추에이터(1)에 의해 예정된 기준 위치로 후방 방향(R)으로 이동되도록 구성되는 것인 브레이크 조립체.
  7. 제6항에 있어서,브레이크 패드(11)를 기준 위치로 이동시키기 위해 필요한 액추에이터 힘은 출력 샤프트(2)를 상기 마찰식 맞물림이 이루어지도록 전방 방향(F)으로 그리고 상기 마찰식 맞물림이 해제되도록 후방 방향(R)으로 구동하는 데 필요한 액추에이터 힘보다 크며, 바람직하게는 5 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 % 또는 50 %를 초과하여 크고, 특히 브레이크 패드(11)는 후방 방향(R)으로 적어도 10 mm 및/또는 최대 100 mm 이동되는 것인 브레이크 조립체.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 브레이크 조립체(100)는 축방향 슬랙값, 바람직하게는 제동 위치와 휴지 위치 사이에서의 브레이크 패드(11)의 축방향 폭, 특히 제동 위치와 기준 위치 사이에서의 브레이크 패드(11)의 축방향 폭을 측정하는 센서 유닛을 포함하는 것인 브레이크 조립체.
  9. 제7항에 있어서, 센서 유닛은, 이 센서 유닛이 브레이크 패드(11) 및/또는 브레이크 디스크의 마모 및 인열 레벨을 측정하도록 액추에이터(9)에 관하여 배치 및/또는 구성되는 것인 브레이크 조립체.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 센서 유닛은 광 센서 및/또는 음향 센서를 포함하는 것인 브레이크 조립체.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 브레이크 조립체, 특히 액추에이터는, 센서 유닛이 원치 않는 마모 및 인열 레벨 및/또는 원치 않는 슬랙값을 검출한 경우에 액추에이터(1)가 조정 절차를 개시하도록 센서 유닛에 연결되는 제어 유닛을 포함하는 것인 브레이크 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 제어 유닛은 브레이크 패드(11) 및/또는 브레이크 디스크(9)의 측정된 마모 및 인열 레벨 및/또는 측정된 슬랙값을 각각의 예정된 문턱값과 비교하여, 측정된 값과 각각의 예정된 문턱값 간의 편차가 있는 경우에 조정 절차를 개시하며, 특히 제어 유닛은 측정된 값과 각각의 예정된 문턱값 간의 편차가 예정된 편차 공차를 초과하는 경우에만 개시되는 것인 브레이크 조립체.
  13. 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 예정된 작동 상황의 경우에 출력 샤프트(2)에 후방 방향으로 작용하는 힘을 흡수하는 에너지 흡수 및/또는 저장 유닛(33)이, 브레이크 패드(11)가 예정된 기준 위치로 후방 방향(R)으로 이동될 때에 출력 샤프트에 전방 방향으로 지향되는 힘을 인가하도록 구성되는 것인 브레이크 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 기준 위치는 에너지 흡수 유닛에 의해 인가되는 예정된 힘의 값에 의해 정해지는 것인 브레이크 조립체.
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