KR20170122341A - 탄성 브레이크 패드 - Google Patents

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KR20170122341A
KR20170122341A KR1020160050959A KR20160050959A KR20170122341A KR 20170122341 A KR20170122341 A KR 20170122341A KR 1020160050959 A KR1020160050959 A KR 1020160050959A KR 20160050959 A KR20160050959 A KR 20160050959A KR 20170122341 A KR20170122341 A KR 20170122341A
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구병춘
이범주
박형철
나선주
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한국철도기술연구원
주식회사 다윈프릭션
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 마찰 부재와, 상기 마찰 부재에 대응되는 수로 형성되며, 상기 마찰 부재의 하면에 접합되어 결합되는 지지 부재와, 상기 지지 부재의 하면에 결합되는 상부판과 상기 상부판의 양측단에서 하부 방향으로 호 형상으로 절곡되어 형성되는 연결판 및 상기 연결판의 하단에 상기 상부판의 내측 방향으로 연장되는 판상으로 형성되는 하부판을 구비하는 제 1 탄성 부재와, 콘 형상이며, 상기 제 1 탄성 부재의 내부에 위치하는 상부판과 상기 하부판 사이에 위치하는 제 2 탄성 부재와, 상기 제 1 탄성 부재의 하부판 하면이 결합되는 백플레이트 및 상기 백플레이트의 하부에 결합되는 도브 테일을 포함하는 탄성 브레이크 패드를 개시한다.

Description

탄성 브레이크 패드{Flexible Brake pad}
본 발명은 소결 마찰 부재를 구비하여 고속철도용으로 사용되는 탄성 브레이크 패드에 관한 것이다.
일반적으로 운동 에너지가 발생하는 운송 수단, 예를 들어, 차량 등에 사용되는 브레이크 조립체를 구성하는 브레이크 패드는 소정 형상의 마찰 부재와 마찰 부재를 지지하는 지지 부재, 지지 부재가 고정된 백플레이트 및 백플레이트 하면에 결합되어 브레이크 시스템에 장착되는 도브 테일을 포함한다. 차량의 구동 샤프트에 연동되어 회전하는 브레이크 디스크에 브레이크 패드의 마찰 부재가 직접 접촉함으로써 브레이크 디스크와 마찰 부재 사이에 마찰력이 발생하며, 마찰력으로 인하여 철도 차량이 제동된다.
상기 브레이크 패드는 일반적으로 구조상의 특징에 따라 두 가지로 분류될 수 있다. 상기 브레이크 패드는 마찰 부재가 백플레이트에 고정되어 유동되지 않는 고정 타입(Rigid Type)과 마찰 부재가 백플레이트에 고정되지만 마찰 과정에서 압부력을 받았을 때 유동되어 플렉서블한 특성을 갖는 플렉서블 타입(Flexible Type)으로 분류 할 수 있다.
상기 고정 타입의 브레이크 패드는 마찰 과정에서 유압 또는 공압에 의해 압부력이 가해지면 마찰 부재가 브레이크 디스크 표면에 직접적으로 압력을 전달하여 제동하는 타입으로 마찰 부재가 브레이크 디스크에 대하여 유동하지 않으며 브레이크 디스크 형상이나 인가되는 압부력의 차이를 반영할 수 없는 단점이 있다. 또한, 상기 마찰 부재에 동일한 압부력이 가해지므로, 마찰 과정에서 각각의 마찰 부재에서 편마모가 발생할 확률이 증가하여 마찰 부재의 균일한 마모가 진행되지 않는 단점이 있다. 또한, 상기 고정 타입의 브레이크 패드는 마찰 부재가 브레이크 디스크의 표면에 접촉될 때, 마찰 부재의 전체 면적이 브레이크 디스크와 접촉되지 않으므로 제동 면적이 감소하고 국부적으로 높은 마찰열이 발생되는 단점이 있다. 또한, 상기 고정 타입의 브레이크 패드는 제동면 전체에 균일한 압력이 전달되지 못하기 때문에 브레이크 디스크에 가해지는 열적 충격을 증가시키고, 브레이크 디스크의 수명을 단축시키고 브레이크 디스크의 파손으로 연결될 수 있는 원인이 되기도 한다.
따라서, 상기 고정 타입의 브레이크 패드의 단점을 보완하기 위하여, 현재 고속철도용 브레이크 패드는 플렉서블 타입으로 개발되어 사용되고 있다. 일반적으로 상기 플렉서블 타입의 브레이크 패드는 마찰 부재를 지지하는 지지 부재와 백플레이트 사이에 스프링 기능을 하는 제 1 탄성 부재를 포함하여 형성된다. 상기 제 1 탄성 부재는 마찰 부재와 지지 부재를 지지하면서, 마찰 과정에서 변형되어 마찰 부재가 유동되도록 하여 브레이크 디스크 표면과 전체적으로 균일하게 접촉되도록 형성되고 있다. 그러나 상기 플렉서블 타입의 브레이크 패드는 스프링 기능을 하는 제 1 탄성 부재의 구조가 복잡하여 제조하는데 어려움이 많으며, 복잡한 구조로 인하여 마찰 성능 및 내구성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 제 1 탄성 부재와 제 2 탄성 부재를 이용하여 복수 개의 마찰 부재의 표면이 전체적으로 균일하게 브레이크 디스크의 마찰 표면에 접촉될 수 있도록 하는 브레이크 패드를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 탄성 브레이크 패드는 적어도 하나의 마찰 부재와, 상기 마찰 부재에 대응되는 수로 형성되며, 상기 마찰 부재의 하면에 접합되어 결합되는 지지 부재와, 상기 지지 부재의 하면에 결합되는 상부판과 상기 상부판의 양측단에서 하부 방향으로 호 형상으로 절곡되어 형성되는 연결판 및 상기 연결판의 하단에 상기 상부판의 내측 방향으로 연장되는 판상으로 형성되는 하부판을 구비하는 제 1 탄성 부재와, 콘 형상이며, 상기 제 1 탄성 부재의 내부에 위치하는 상부판과 상기 하부판 사이에 위치하는 제 2 탄성 부재 및 상기 제 1 탄성 부재의 하부판 하면이 결합되는 백플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성 브레이크 패드는 상기 백플레이트의 하부에 결합되는 도브 테일을 더 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지 부재는 돌기 또는 홈 형상으로 형성되는 하부 결합부를 포함하며, 상기 제 1 탄성 부재의 상부판은 상기 하부 결합부에 대응되는 위치에 형성되는 홈 또는 돌기 형상의 상부 결합부를 더 포함하며, 상기 하부 결합부와 상부 결합부는 서로 결합되어 상기 지지 부재가 마찰 과정에서 회전하는 것을 방지하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 마찰 부재는 상하로 관통되는 제 1 중앙홀을 구비하며, 상기 지지 부재는 상하로 관통되며 상기 제 1 중앙홀에 대응되는 위치에 형성되는 제 2 중앙홀을 구비하며, 상기 제 1 탄성 부재는 상기 상부판에 상기 제 1 중앙홀에 대응되는 위치에 형성되는 제 3 중앙홀을 구비하며, 상기 백플레이트는 제 1 중앙홀에 대응되는 위치에 형성되는 제 5 중앙홀을 구비하며, 상기 제 2 탄성 부재는 제 4 중앙홀을 구비하며, 상기 제 4 중앙홀이 상기 제 1 중앙홀에 대응되는 위치에 위치하도록 상기 상부판의 하면과 상기 백플레이트의 상면 사이에 위치할 수 있다. 이때, 상기 하부판은 내측단이 서로 이격되는 두 개의 판상으로 형성되며, 상기 제 2 탄성 부재는 상기 하부판의 내측단 사이에 위치하며, 상기 제 1 탄성 부재의 하부판 사이의 거리보다 작은 외경을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 탄성 부재는 상기 백플레이트의 상면과 상기 상부판의 하면 사이의 높이에 대응되는 높이를 가지며, 상기 제 4 중앙홀은 상기 상부판의 제 3 중앙홀의 내경보다 큰 내경을 가지며, 상기 백플레이트의 제 5 중앙홀의 내경보다 큰 내경을 가지도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 탄성 브레이크 패드는 제 1 탄성 부재와 제 2 탄성 부재를 사용하여 마찰 부재와 지지 부재를 지지하면서 마찰 과정에서 마찰 부재가 브레이크 디스크의 마찰 표면에 대하여 유동되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 탄성 브레이크 패드는 마찰 부재를 지지하는 지지 부재와 백플레이트 사이에 제 1 탄성 부재와 제 2 탄성 부재가 장착되어 마찰 부재의 표면이 전체적으로 균일하게 브레이크 디스크의 마찰 표면에 접촉되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 탄성 브레이크 패드는 마찰 부재가 브레이크 디스크의 마찰 표면에 균일하게 접촉되므로 브레이크 디스크가 제동 마찰열에 의하여 부분적으로 과열되어 열충격을 받는 것이 감소되어 브레이크 디스크의 손상이 방지되고 수명이 연장되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 탄성 브레이크 패드는 유동을 갖는 각각의 제 1 탄성 부재에 의하여 마찰 부재와 지지 부재가 지지되므로 마찰 과정에서 발생되는 마찰 열의 배출이 용이하며, 제동 소음도 감소되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 브레이크 패드의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A를 따라 절취한 상태의 수직 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B를 따라 절취한 상태의 수직 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제 1 탄성 부재의 평면도이다.
도 5는 도 4의 C-C를 따라 절취한 상태의 수직 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 제 2 탄성 부재의 평면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 백플레이트의 평면도이다.
도 8은 백플레이트에 결합되는 도브 테일의 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 탄성 브레이크 패드를 첨부된 도면을 통하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 브레이크 패드의 평면도이다. 도 2는 도 1의 A-A를 따라 절취한 상태의 수직 단면도이다. 도 3은 도 1의 B-B를 따라 절취한 상태의 수직 단면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 제 1 탄성 부재의 평면도이다. 도 5는 도 4의 C-C를 따라 절취한 상태의 수직 단면도이다. 도 6은 도 1에 도시된 제 2 탄성 부재의 평면도이다. 도 7은 도 1에 도시된 백플레이트의 평면도이다. 도 8은 백플레이트에 결합되는 도브 테일의 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 브레이크 패드(100)는, 도 1 내지 도 8을 참조하면, 마찰 부재(110)와 지지 부재(120)와 제 1 탄성 부재(130)와 제 2 탄성 부재(140) 및 백플레이트(150)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 탄성 브레이크 패드(100)는 도브 테일(160)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 탄성 브레이크 패드(100)는 지지 부재(120)를 지지하는 제 1 탄성 부재(130)와 제 2 탄성 부재(140)에 의하여 마찰 과정에서 마찰 부재(110)가 유동되면서 전체적으로 균일하게 브레이크 디스크(미도시)에 접촉된다.
또한, 상기 탄성 브레이크 패드(100)는 제 1 탄성 부재(130)가 제 2 탄성 부재(140)에 의하여 지지되므로, 제 1 탄성 부재(130)가 마찰 부재(110)의 마찰 과정에서 발생되어 전달되는 열에 의하여 가열되더라도 주저앉는 것이 방지되며 탄성력을 유지한다.
또한, 상기 탄성 브레이크 패드(100)는 좌우 대칭인 두 개의 탄성 브레이크 패드가 한 쌍을 이루며 하나의 도브 테일(160)에 결합된다. 따라서, 상기 탄성 브레이크 패드(100)는 백플레이트(150)가 두 개로 분리되어 도브 테일(160)에 결합되므로 마찰 부재(110)의 마찰 과정에서 발생되어 전달되는 열에 의한 변형이 감소된다.
이하의 설명에서, 상측 또는 상면은 도 1을 기준으로 +z 축을 향하는 방향 또는 면을 의미하며, 하측 또는 하면은 -z축을 향하는 방향 또는 면을 의미한다. 또한, 수평 방향은 +z축에 수직이고 +x축 및 y축에 평행인 방향을 의미한다. 또한, 일측은 -x 축 방향, 타측은 +x축 방향을 의미한다. 또한, 전측은 +y축 방향, 후측은 -y축 방향을 의미한다.
상기 마찰 부재(110)는 수평 단면이 대략 사각 형상이며, 소정 높이를 갖는 기둥 형상으로 형성된다. 다만, 여기서 상기 마찰부재(110)의 형상을 한정하는 것은 아니며, 원 기둥, 삼각 기둥 또는 육각 기둥과 같은 형상으로 형성될 수 있다. 상기 마찰 부재(110)는 브레이크 시스템의 사양과 탄성 브레이크 패드(100)의 교체 주기에 따라 소정 형상과 높이로 형성될 수 있다.
상기 마찰 부재(110)는 제 1 중앙홀(110a)을 포함하여 형성된다. 상기 제 1 중앙홀(110a)은 마찰 부재(110)의 수평면을 기준으로 중앙 영역에 형성되며, 바람직하게는 중심에 형성된다. 상기 제 1 중앙홀(110a)은 마찰 부재(110)의 상면에서 하면으로 관통되는 소정 직경을 갖는 홀로 형성된다. 상기 제 1 중앙홀(110a)은 지지 부재(120)를 제 1 탄성 부재(130)에 고정하기 위한 중앙 리벳(10)이 삽입되는 통로를 제공하게 된다. 따라서, 상기 제 1 중앙홀(110a)은 바람직하게는 중앙 리벳(10)의 머리 부분의 직경보다 큰 직경을 가지도록 형성된다. 또한, 상기 제 1 중앙홀(110a)은 마찰 부재(110)의 마찰 과정에서 발생되는 입자들을 수용하여 마찰 부재(110)와 브레이크 디스크의 마찰이 원활하게 이루어지도록 한다. 또한, 상기 제 1 중앙홀(110a)은 마찰 과정에서 발생되는 열이 발산되는 통로를 제공한다.
상기 마찰 부재(110)는 하면이 소결 과정에서 지지 부재(120)의 상면과 결합된다. 상기 마찰 부재(110)는 온도가 가해지는 연속 소결 방식 또는 온도와 압력이 동시에 가해지는 가압 소결 방식에 의하여 제조될 수 있다. 상기 마찰 부재(110)는 소결 과정에서 지지 부재(120)와 결합되어 백플레이트(150)에 고정된다. 상기 마찰 부재(110)는 소결 과정에서 브레이징 접합 또는 동시 가압 소결 접합에 의하여 지지 부재(120)와 결합된다.
상기 마찰 부재(110)는 금속 재료로 형성되는 기지부와 기지부에 분산되며 세라믹 또는 흑연과 같은 비금속을 포함하는 마찰 조정제를 포함하여 형성된다. 상기 마찰 부재(110)의 기지부는 철을 주성분으로 하는 철계 또는 구리를 주성분으로 하는 동계로 형성될 수 있다. 또한, 상기 기지부는 철계로 형성되는 경우에 철(Fe)외에 망간(Mn), 몰리브덴(Mo)과 같은 성분을 포함하여 형성될 수 있다. 또한 상기 기지부는 동계로 형성되는 경우에 구리(Cu)외에 주석(Sn), 니켈(Ni), 철(Fe), 몰리브덴(Mo)과 같은 성분을 포함하여 형성될 수 있다. 따라서, 상기 기지부는 탄성 브레이크 패드(100)에 요구되는 마찰특성, 내열성, 내구성 등 제반 특성을 고려하여 선택적으로 금속 재료가 사용될 수 있으며, 여기서 금속 재료의 성분을 한정하는 것은 아니다. 상기 마찰 조정제는 알루미나, 실리콘 산화물과 같은 세라믹, 흑연과 같은 재료를 포함하며, 탄성 브레이크 패드(100)에 요구되는 마찰특성, 내열성, 내구성 등 제반 특성을 고려하여 다양한 재료가 선택적으로 사용될 수 있다.
상기 지지 부재(120)는 제 2 중앙홀(120a)과 하부 결합부(120b)를 포함하여 형성된다. 상기 지지 부재(120)는 마찰 부재(110)의 평면 형상 또는 하면에 대응되는 형상을 가지는 판상으로 형성된다. 상기 지지 부재(120)는 마찰 부재(110)의 수에 대응되는 수로 형성되며, 상면에 결합되는 마찰 부재(110)를 지지하게 된다. 또한, 상기 지지 부재(120)는 하면이 제 1 탄성 부재(130)에 결합된다.
상기 제 2 중앙홀(120a)은 지지 부재(120)의 상면에서 하면으로 관통되는 홀 형상으로 형성되며, 지지 부재(120)의 상면을 기준으로 중앙에 형성된다. 상기 제 2 중앙홀(120a)은 지지 부재(120)가 마찰 부재(110)와 결합될 때 제 1 중앙홀(110a)에 대응되는 위치에 형성된다. 상기 제 2 중앙홀(120a)은 지지 부재(120)와 제 1 탄성 부재(130)을 결합시키기 위한 중앙 리벳(10)이 삽입된다. 따라서, 상기 제 2 중앙홀(120a)은 삽입되는 중앙 리벳(10)의 외경에 대응되는 내경을 가지도록 형성된다.
상기 하부 결합부(120b)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 지지 부재(120)의 하면에서 하부 방향으로 돌출되는 소정 높이의 돌기 형상으로 형성된다. 또한, 상기 하부 결합부(120b)는 구체적으로 도시하지 않았지만 하면에서 상부로 연장되는 소정 깊이의 홈 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 하부 결합부(120b)는 하부 지지 돌기 또는 하부 지지 홈으로 형성될 수 있다. 상기 하부 결합부(120b)가 돌기 형상으로 형성되는 경우에 하면에서 하부 방향으로 돌출되는 돔 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 하부 결합부(120b)는 수평 단면 형상이 원형 또는 사각형인 돌기 또는 홈 형상으로 형성될 수 있다. 상기 하부 결합부(120b)는 지지 부재(120)의 평면 형상에 따라 복수 개로 형성된다. 예를 들면, 상기 하부 결합부(120b)는 지지 부재(120)가 사각 형상으로 형성되는 경우에 각 모서리에 형성되어 4개로 형성된다. 또한, 상기 지지 부재(120)가 원형 또는 육각 형상으로 형성되는 경우에 제 2 중앙홀(120a)을 중심으로 원주 방향을 따라 3 개 이상으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 하부 결합부(120b)는 바람직하게는 적어도 3개로 형성된다. 상기 하부 결합부(120b)는 제 1 탄성 부재(130)와 결합되어 마찰 부재(110)와 지지 부재(120)가 마찰 과정에서 중앙 리벳(10)을 중심으로 회전하는 것을 방지한다.
상기 제 1 탄성 부재(130)는 상부판(131)과 연결판(133) 및 하부판(135)을 포함하여 형성된다. 상기 제 1 탄성 부재(130)는 하나의 판상이 절곡되어 상부판(131)과 연결판(133) 및 하부판(135)이 일체로 형성될 수 있다. 상기 제 1 탄성 부재(130)는 상부판(131)과 하부판(135)을 연결하는 연결판(133)에 의하여 스프링 역할을 한다. 또한, 상기 제 1 탄성 부재(130)는 상부판(131)이 지지 부재(120)의 하면에 결합되며, 마찰 부재(110) 및 지지 부재(120)를 지지한다. 또한, 상기 제 1 탄성 부재(130)는 하부판(135)이 백플레이트(150)에 결합된다. 상기 제 1 탄성 부재(130)는 스프링강, 스테인레스 스틸과 같은 적절한 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 제 1 탄성 부재(130)는 마찰 과정에서 상부판(131)이 연결판(133)의 스프링 역할에 의하여 수평 방향에 대하여 상하로 유동하면서 마찰 부재(110)가 유동되도록 한다.
상기 상부판(131)은 제 3 중앙홀(131a)과 상부 결합부(131b)를 포함하여 형성된다. 상기 상부판(131)은 지지 부재(120)의 평면 형상 또는 하면에 대응되는 형상을 가지는 판상으로 형성된다. 또한, 상기 상부판(131)은 지지 부재(120)보다 더 넓은 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 상부판(131)은 지지 부재(120)의 양측 또는 전후측보다 돌출되도록 형성될 수 있다. 상기 상부판(130)는 지지 부재(120)의 수에 대응되는 수로 형성되며, 상면에 결합되는 지지 부재(120)를 지지하게 된다.
상기 제 3 중앙홀(131a)은 상부판(131)의 상면에서 하면으로 관통되는 홀 형상으로 형성되며, 상부판(131)의 상면을 기준으로 중앙에 형성된다. 이때, 상기 제 3 중앙홀(131a)은 마찰 부재(110)의 제 1 중앙홀(110a) 및 지지 부재(120)의 제 2 중앙홀(120a)와 동일 중심을 갖는 위치에 형성된다. 상기 제 3 중앙홀(131a)은 지지 부재(120)와 상부판(131)을 결합하기 위한 중앙 리벳(10)이 결합된다. 따라서, 상기 제 3 중앙홀(131a)은 삽입되는 중앙 리벳(10)의 외경에 대응되는 내경을 가지도록 형성된다. 상기 중앙 리벳(10)은 제 2 중앙홀(120a)과 제 3 중앙홀(131a)을 관통하여 삽입되며, 지지 부재(120)와 제 1 탄성 부재(130)의 상부판(131)을 결합시킨다.
상기 상부 결합부(131b)는 하부 결합부(120b)에 대응되는 위치에 하부 결합부(120b)와 결합되는 반대 형상으로 형성된다. 예를 들면, 상기 하부 결합부(120b)가 돌기 형상으로 형성되는 경우에, 상부 결합부(131b)는 상부판(131)의 상면에서 하면으로 관통되는 홀 또는 홈 형상으로 형성된다. 또한, 상기 하부 결합부(120b)가 홈 형상으로 형성되는 경우에 상부판(131)의 상면에서 상부로 돌출되는 돌기 형상으로 형성된다. 상기 상부 결합부(131b)는 하부 결합부(120b)에 대응되는 수로 형성된다. 상기 상부 결합부(131b)는 하부 결합부(120b)와 결합되어 마찰 과정에서 지지 부재(120) 및 마찰 부재(110)가 회전하는 것을 방지한다.
상기 연결판(133)은 상부판(131)의 양측단에서 하부 방향으로 절곡되어 형성되며, y축에 수직인 방향의 단면 형상이 호 형상 또는 이에 상응하는 형상을 이루도록 형성된다. 즉, 상기 연결판(133)은 두 개로 형성되며 각각의 상단이 상부판(131)의 양측단과 각각 연결되며, 하단이 하부판(135)의 양측단과 연결되도록 형성된다. 또한, 상기 연결판(133)은 호 형상외에도 육각 호 형상, 팔각 호 형상과 같이 육각형, 팔각형의 일부분에 의하여 이루어지는 호 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 연결판(133)은 충분한 탄성력을 갖기 위하여 호의 각도가 180도 이상이 되도록 형성된다. 또한, 상기 연결판(133)은 충분한 탄성력을 갖기 위하여 호의 반지름이 연결판(133) 두께의 1 내지 3배가 되도록 형성될 수 있다. 상기 연결판(133)은 호 형상으로 형성되므로 상부판(131)이 마찰 과정에서 압부력을 받을 때 변형되면서 상부판(131)이 유동되도록 한다. 또한, 상기 연결판(133)은 마찰 과정에 종료되면 상부판(131)이 복원되도록 한다.
상기 하부판(135)은 제 3 하부홀(135a)을 포함하여 형성된다. 상기 하부판(135)은 연결판(133)의 하단에서 상부판(131)의 내측 방향으로 연장되는 판상으로 형성된다. 상기 하부판(135)은 바람직하게는 상부판(131)과 평행하도록 형성된다. 상기 하부판(135)은 전체적으로 상부판(131)에 대응되는 형상으로 형성된다. 다만, 상기 하부판(135)은 바람직하게는 2 개의 판으로 형성되며, 내측단이 서로 이격되도록 형성되어 중앙 리벳(10)의 하부 머리와 제 2 탄성 부재(140)가 수용되는 공간을 제공한다. 상기 하부판(135)은 백플레이트(150)의 상면에 결합되며, 제 1 탄성 부재(130)가 백플레이트(150)에 고정되어 지지되도록 한다.
상기 제 3 하부홀(135a)은 하부판(135)의 상면에서 하면으로 관통되는 홀 형상으로 형성된다. 상기 제 3 하부홀(135a)은 제 1 탄성 부재(130)의 하부판(135)을 백플레이트(150)에 고정하는 하부 리벳(20)이 결합된다. 따라서, 상기 제 3 하부홀(135a)은 하부 리벳(20)의 외경에 대응되는 내경을 가지도록 형성된다. 한편, 상기 제 3 하부홀(135a)은 바람직하게는 상부 결합부(131b)에 대응되는 위치에 형성된다. 즉, 상기 상부 결합부(131b)가 홀 형상으로 형성되는 경우에, 제 3 하부홀(135a)은 중심이 상부 결합부(131b)의 중심과 일치하며, 상부 결합부(131b)의 홀보다 작은 직경을 가지도록 형성된다. 따라서, 상기 하부 리벳(20)은 상부 결합부(131b)를 통하여 제 3 하부홀(135a)에 결합되며, 하부판(135)과 용이하게 결합될 수 있다.
상기 제 2 탄성 부재(140)는 내부가 중공이며, 상하로 관통하는 제 4 중앙홀(140a)를 구비하는 콘 형상의 판스프링으로 형성된다. 여기서, 상기 콘 형상은 원뿔 형상을 밑면에 평행인 평면으로 잘라서 생기는 두 입체도형 중 원뿔의 꼭지점을 포함하지 않는 쪽의 것과 잘린 면으로 이루어지는 도형의 형상을 의미한다. 상기 제 2 탄성 부재(140)는 소정의 외경을 갖도록 형성된다. 상기 제 4 중앙홀(140a)은 마찰 부재(110)의 제 1 중앙홀(110a) 및 지지 부재(120)의 제 2 중앙홀(120a)와 동일 중심을 갖는 위치에 위치한다.
상기 제 2 탄성 부재(140)는 제 4 중앙홀(140a)로부터 외경 방향으로 갈수록 경사지게 형성된다. 상기 제 2 탄성 부재(140)는 백플레이트(150)의 상면과 상부판(131)의 하면 사이의 높이에 대응되는 높이로 형성된다. 상기 제 4 중앙홀(140a)은 상부판(131)의 제 3 중앙홀(131a)의 내경보다 큰 내경을 갖도록 형성된다. 또한, 상기 제 4 중앙홀(140a)은 제 2 탄성 부재(140)가 백플레이트(150)의 상면에 안착될 수 있는 크기로 형성된다. 상기 제 2 탄성 부재(140)는 외경이 제 1 탄성 부재(130)의 하부판(135) 사이의 거리보다 작은 외경을 갖도록 형성된다.
또한, 상기 제 2 탄성 부재(140)는 외경과 제 4 중앙홀(140a)의 경사 각도는 외경과 제 4 중앙홀(140a) 사이의 거리와 백플레이트 상면과 상부판 하면 사이의 높이에 따라 결정된다.
상기 제 2 탄성 부재(140)는 제 1 탄성 부재(130)의 상부판(131)과 하부판(135) 사이에 위치한다. 보다 구체적으로는 상기 제 2 탄성 부재(140)는 제 4 중앙홀(140a)이 상부판(131)의 제3 중앙홀(131a)에 대응되도록 제 1 탄성 부재(130)의 내부에 위치한다. 또한, 상기 제 2 탄성 부재(140)는 백플레이트(150)의 상면에서 제 1 탄성 부재(130)의 하부판(135) 사이에 위치한다.
상기 제 2 탄성 부재(140)는 바람직하게는 스프링강으로 형성되어 탄성력을 보유하게 된다. 한편, 상기 제 2 탄성 부재(140)는 판상이 원뿔대 형상으로 형성되는 스프링에 한정되는 것은 아니며, 코일 스프링과 같은 스프링으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 탄성 부재(140)는 브레이크 시스템의 제동과정에서 브레이크 디스크와 마찰 부재(110)에 가해지는 하중에 대하여 마찰 부재(110)가 탄성력을 갖도록 제 1 탄성 부재(130)와 함께 마찰 부재(110)를 지지하게 된다. 따라서, 상기 마찰 부재(110)는 브레이크 시스템의 제동과정에서 마찰 부재(110)의 표면에서 가해지는 하중이 국부적으로 서로 상이한 경우에 마찰 부재(110)의 표면의 각도가 브레이크 디스크의 표면에 대하여 전체적으로 수평을 이루도록 조정된다. 즉, 상기 브레이크 패드(100)가 브레이크 디스크에 전체적으로 접촉될 때, 상기 브레이크 패드(100)의 각 위치에 있는 마찰 부재(110)는 표면에 가해지는 하중의 분포가 서로 상이하게 된다. 이때, 상기 제 2 탄성 부재(140)는 제 1 탄성 부재(130)와 함께 탄성적으로 변형되면서 마찰 부재(110)의 상면의 각도를 조정하여, 마찰 부재(110)가 전체적으로 브레이크 디스크에 접촉될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 브레이크 패드(100)는 각 마찰 부재(110)가 전체적으로 브레이크 디스크에 접촉되어 균일한 마찰력을 발생시키게 되며, 브레이크 디스크의 국부적인 마찰과 마모를 방지하게 된다.
또한, 상기 제 2 탄성 부재(140)는 제 1 탄성 부재(130)의 상부판(131)과 하부판(135) 사이에 위치하여 상부판(131)을 지지하므로, 제 1 탄성 부재(130)는 마찰 과정에서 발생되어 전달되는 열에 의하여 가열되더라도 주저앉지 않으며 탄성력을 유지할 수 있다. 따라서, 상기 브레이크 시스템은 브레이크 디스크와 마찰 부재(110)의 국부적인 마찰이 방지됨에 따라 핫 스팟과 같은 현상이 발생되지 않게 된다.
상기 백플레이트(150)는 제 5 외곽홀(150a)과 제 5 중앙홀(150b)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 백플레이트(150)는 제 5 리벳홀(150c)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 백플레이트(150)는 소정 두께의 금속 판형 부재로 이루어진다. 상기 백플레이트(150)의 상면에는 제 1 탄성 부재(130)의 하부판(135)이 결합된다. 또한, 상기 백플레이트(150)의 상면에는 제 2 탄성 부재(140)가 안착되어 지지된다. 상기 백플레이트(150)는 브레이크 시스템에서 요구하는 평면 형상과 두께로 형성될 수 있으며, 장착되는 마찰 부재(110)의 개수에 따라 그 면적을 달리할 수 있다. 또한, 상기 백플레이트(150)는 복수 개의 마찰 부재(110)가 결합될 수 있는 면적으로 형성된다. 또한, 상기 백플레이트(150)는 요구되는 기계적 강도에 따라 스프링강, 합금강, 특수강, 스테인레스 스틸과 같은 적절한 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 제 5 외곽홀(150a)은 백플레이트(150)의 상면에서 하면으로 관통되는 홀 형상으로 형성된다. 상기 제 5 외곽홀(150a)은 제 1 탄성 부재(130)가 백플레이트(150)에 장착될 때 제 3 하부홀(135a)의 위치에 대응되는 위치에 형성된다. 즉, 상기 제 5 외곽홀(150a)은 4개씩 형성될 수 있다. 상기 제 5 외곽홀(150a)은 제 1 탄성 부재(130)의 제 3 하부홀(135a)에 결합되는 하부 리벳(20)이 관통하여 결합되도록 한다. 이를 위하여, 상기 제 5 외곽홀(150a)은 리벳의 머리부가 안착되도록 단차지게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 하부 리벳(20)은 제 1 탄성 부재(130)를 백플레이트(150)에 고정하게 된다.
상기 제 5 중앙홀(150b)은 백플레이트(150)의 상면에서 하면으로 관통되어 형성된다. 상기 제 5 중앙홀(150b)은 제 1 탄성 부재(130)의 상부판(131)에 형성되는 제 3 중앙홀(131a)에 대응되는 위치에 형성된다. 즉, 상기 제 5 중앙홀(150a)은 마찰 부재(110)의 제 1 중앙홀(110a) 및 지지 부재(120)의 제 2 중앙홀(120a)과 동일 중심을 갖는 위치에 위치한다. 상기 제 5 중앙홀(150b)은 제 3 중앙홀(131a) 및 제 2 중앙홀(120a)에 중앙 리벳(10)이 결합되는 통로를 제공한다.
또한, 상기 제 5 중앙홀(150b)은 제 4 중앙홀(140a)의 내경보다 작은 내경을 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 백플레이트(150)는 상면에 안착되는 제 2 탄성 부재(140)를 안정적으로 지지한다.
상기 제 5 리벳홀(150c)은 백플레이트(150)의 상면에서 하면으로 관통되어 형성된다. 상기 제 5 리벳홀(150c)은 제 5 외곽홀(150a)과 제 5 중앙홀(150b)이 형성되지 않은 부분에 형성된다. 상기 제 5 리벳홀(150c)은 백플레이트(150)와 도브 테일(160)을 결합시키는 리벳(미도시)이 결합되는 홀을 제공한다. 한편, 상기 백플레이트(150)와 도브 테일(160)이 용접에 의하여 결합되는 경우에, 제 5 리벳홀(160c)은 생략될 수 있다.
상기 도브 테일(160)은 판상으로 형성되며, 백플레이트(150)의 하부면에 결합된다. 한편, 상기 도브 테일(160)은 백플레이트(150)의 하면에 결합되는 별도의 도브 테일 플레이트(미도시)에 결합될 수 있다.
상기 도브 테일(160)은 백플레이트(150)에 리벳, 볼트 또는 용접에 의하여 결합된다. 이를 위하여, 상기 도브 테일(160)은 리벳 또는 볼트이 삽입되는 제 6 리벳홀(160a)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제 6 리렛홀(160a)은 도브 테일(160)의 상면에서 하면으로 관통되어 형성되며, 제 5 리벳홀(150c)에 대응되는 위치에 형성된다. 다만, 상기 도브 테일(160)이 백플레이트(150)와 용접에 의하여 결합되는 경우에, 제 6 리벳홀(160a)은 생략될 수 있다.
상기 도브 테일(160)은 도면에 도시된 형상으로 한정되지 않으며, 탄성 브레이크 패드(100)가 사용되는 브레이크 시스템의 캘리퍼(미도시)의 형상에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 도브 테일(160)은 금속 재료로 이루어진다. 다만, 상기 도브 테일(160)은 결합되는 캘리퍼보다 높은 강도를 가지는 경우에 캘리퍼의 손상을 유발할 수 있으므로, 캘리퍼의 재질보다 낮은 강도를 갖는 재질로 형성된다.
한편, 상기 도브 테일(160)은 브레이크 시스템에 결합되는데 필요한 다양한 홀과 홈을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 도브 테일(160)은 상대적으로 두꺼운 판상으로 형성되므로 무게를 줄이기 위하여 살빼기 홀 또는 홈이 형성될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예는 여러 가지 실시 가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함 물론, 균등한 다른 실시예의 구현이 가능하다.
100: 탄성 브레이크 패드
110: 마찰 부재 120: 지지 부재
130: 제 1 탄성 부재 140: 제 2 탄성 부재
150: 백플레이트 160: 도브 테일

Claims (6)

  1. 적어도 하나의 마찰 부재와,
    상기 마찰 부재에 대응되는 수로 형성되며, 상기 마찰 부재의 하면에 접합되어 결합되는 지지 부재와,
    상기 지지 부재의 하면에 결합되는 상부판과 상기 상부판의 양측단에서 하부 방향으로 호 형상으로 절곡되어 형성되는 연결판 및 상기 연결판의 하단에 상기 상부판의 내측 방향으로 연장되는 판상으로 형성되는 하부판을 구비하는 제 1 탄성 부재와,
    콘 형상이며, 상기 제 1 탄성 부재의 내부에 위치하는 상부판과 상기 하부판 사이에 위치하는 제 2 탄성 부재 및
    상기 제 1 탄성 부재의 하부판 하면이 결합되는 백플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 브레이크 패드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백플레이트의 하부에 결합되는 도브 테일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 브레이크 패드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 돌기 또는 홈 형상으로 형성되는 하부 결합부를 포함하며,
    상기 제 1 탄성 부재의 상부판은 상기 하부 결합부에 대응되는 위치에 형성되는 홈 또는 돌기 형상의 상부 결합부를 더 포함하며,
    상기 하부 결합부와 상부 결합부는 서로 결합되어 상기 지지 부재가 마찰 과정에서 회전하는 것을 방지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 브레이크 패드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰 부재는 상하로 관통되는 제 1 중앙홀을 구비하며,
    상기 지지 부재는 상하로 관통되며 상기 제 1 중앙홀에 대응되는 위치에 형성되는 제 2 중앙홀을 구비하며,
    상기 제 1 탄성 부재는 상기 상부판에 상기 제 1 중앙홀에 대응되는 위치에 형성되는 제 3 중앙홀을 구비하며,
    상기 백플레이트는 제 1 중앙홀에 대응되는 위치에 형성되는 제 5 중앙홀을 구비하며,
    상기 제 2 탄성 부재는 제 4 중앙홀을 구비하며, 상기 제 4 중앙홀이 상기 제 1 중앙홀에 대응되는 위치에 위치하도록 상기 상부판의 하면과 상기 백플레이트의 상면 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 탄성 브레이크 패드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하부판은 내측단이 서로 이격되는 두 개의 판상으로 형성되며,
    상기 제 2 탄성 부재는 상기 하부판의 내측단 사이에 위치하며, 상기 제 1 탄성 부재의 하부판 사이의 거리보다 작은 외경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 브레이크 패드.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 탄성 부재는 상기 백플레이트의 상면과 상기 상부판의 하면 사이의 높이에 대응되는 높이를 가지며,
    상기 제 4 중앙홀은 상기 상부판의 제 3 중앙홀의 내경보다 큰 내경을 가지며, 상기 백플레이트의 제 5 중앙홀의 내경보다 큰 내경을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 브레이크 패드.
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Patent event code: PX09011S01I

Patent event date: 20180119

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX09012R01I

Patent event date: 20170920

Comment text: Amendment to Specification, etc.

PX0601 Decision of rejection after re-examination

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX06014S01D

Patent event date: 20180427

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX06012R01I

Patent event date: 20180323

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX06011S01I

Patent event date: 20180119

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX06012R01I

Patent event date: 20170920

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PX06013S01I

Patent event date: 20170420