KR100268077B1 - 열변형이 억제되는 디스크 로터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열변형이 억제되는 디스크 로터에 관한 것으로, 제동시 가압하는 패드에 의해 열변형되는 디스크 로터에 내/외측면으로 각기 열전달경로를 일정하게 조절하여 열의 전달속도를 균일하게 해 주는 요홈과 돌기부 및 컷팅부를 각기 형성함으로써 제동시 발생되는 마찰열로 디스크 로터의 변형량을 최소화시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 허브조립체와 함께 회전하는 디스크 로터와, 이 디스크 로터의 양측에 밀착되어 마찰력을 발생시키는 패드 및, 이 패드를 디스크 로터쪽으로 밀도록 유압을 받는 피스톤, 이 피스톤과 패드를 내장한 캘리퍼로 구성된 자동차의 디스크 브레이크에 있어서, 상기 디스크 로터(10)가 단부(12)의 외측 전둘레를 따라 다수개로 오목하게 형성된 요홈(14)과, 이 단부(12)의 외측부위와 외측면(16)이 접하는 모서리 부위의 전둘레를 따라 오목한 형태로 파인 컷팅부(18), 이 외측면(16)과 대향되는 내측면(20)의 선단부위와 단부(12)의 모서리부위로 전둘레를 따라 다소 돌출되게 형성된 돌기부(22)를 일체로 갖추도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

열변형이 억제되는 디스크 로터

본 발명은 디스크 브레이크용 디스크 로터에 관한 것으로, 특히 제동시 캘리퍼내 패드의 가압에 따른 열발생으로 변형되는 디스크 로터의 변형량을 줄여 패드와의 균일한 접촉을 유도함으로써 디스크 로터의 편마모양을 줄일 수 있도록 된 열변형이 억제되는 디스크 로터에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행중 운전자의 필요에 따라 차속을 임의적으로 감속시키거나 정지시키기 위한 제동장치를 구비하고 있는 바, 이러한 제동장치는 크게 기계식과 유압식으로 구분되는데, 유압식의 제동장치는 운전자의 조작력을 링크나 유압을 이용하여 증대시킨 상태로 전달하는 조작기구와, 이 조작기구의 힘을 받아 유압을 발생시키는 유압발생기구 및, 이 유압발생기구로부터 발생된 유압을 전달받아 차륜에 제동력을 발생시키는 제동기구로 구성된다.

한편, 상기와 같은 유압식의 제동장치에서 디스크 브레이크는 회전하는 디스크 로터에 패드를 밀착시켜 제동력을 발생시키는 제동장치인 바, 이와 같은 디스크 브레이크는 도 1에 도시된 바와 같이, 너클측 스핀들(1)의 외주면에 장착되어 회전하는 허브조립체(2)와, 이 허브조립체(2)에 나사체결방식으로 결합되어 함께 회전하는 디스크 로터(3), 이 디스크 로터(3)의 가장자리 일측의 외주면으로 감싸도록 설치되는 캘리퍼(4)로 구성된다.

여기서 상기 캘리퍼(4)는 내부에 제동시 유압을 공급받아 가압되는 피스톤(도시안됨)을 구비하면서, 이 피스톤의 가압에 따라 상기 디스크 로터(3)의 가장자리 일부분을 외측에서 내측으로 가압시켜 제동을 위한 마찰력을 발생시키도록 된 패드(도시안됨)를 갖추도록 되어 있다.

따라서 상기와 같이 구성되는 디스크 브레이크는, 제동시 상기 캘리퍼(4)내의 피스톤이 제동압유에 의해 가압을 받게 되면, 이 피스톤은 패드를 디스크 로터(3)쪽으로 밀게 되고, 이에 따라 패드가 디스크 로터(3)의 양쪽 외주면에 닿게 되어 디스크 로터(3)를 가압하게 됨으로써 허브조립체(2)와 함께 회전하는 디스크 로터(3)의 회전이 저지되어 제동이 이루어지게 된다.

그런데, 상기와 같은 디스크 브레이크식의 제동장치에서는 제동시 상기 디스크 로터(3)가 공급되는 제동압유에 의해 가압되는 패드와 접촉하면서 마찰열을 발생시키게 되는 바, 이 마찰열에 의해 디스크 로터(3)의 패드와의 접촉면인 외측 동심원상의 내/외측부위는 가열되면서 점차 발생된 열이 디스크 로터(3)의 중심부위로 전달되는데, 이때 전달되는 마찰열의 불균일한 전도로 인해 디스크 로터(3)는 열변형되게 된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제동시 상기 패드와 마찰되는 디스크 로터(3)의 가장자리 내측면(5)과 외측면(6)에서 각기 발생된 열은 디스크 로터(3)의 중심부위로 전달되는 바, 이때 전달되는 열이 열의 전달경로가 짧은 외측면(6)으로는 더 빨리 전달되고, 이에 반해 열의 전달경로가 상대적으로 긴 내측면(5)으로는 열전달이 늦어지는데, 특히 디스크 로터(3)의 절곡부위인 단부(7)에서는 내측면(5)과 외측면(6)에서 온도차이가 생기는, 즉, 단부(7)의 내측면(5)의 온도가 낮고 외측면(6)의 온도가 높은 상태인 이른 바 열평형이 무너지는 현상이 유발되어서 디스크 로터(3)는 전체적으로 외측방향을 향해 휘어지는 변형을 일으키게 된다.

이는 제동시간별 디스크 로터(3)의 단부(7)의 내측면(5)과 외측면(6)에서의 열을 측정한 도 3의 그래프에 도시된 바와 같이, 상기 단부(7)의 내측면(5)과 외측면(6) 사이의 온도편차가 심함을 알 수가 있다.

이와 같이, 상기 디스크 로터(3)가 패드와의 마찰열에 의한 불균일한 열전달로 인해 변형되면, 제동시 패드와 변형된 디스크 로터(3) 사이에서의 면접촉은 정상적이지 못하게 되므로 디스크 로터(3)에서는 편마모가 생기고, 이에 따라 편진동이 유발되어 제동장치 전체에 걸쳐 진동과 소음이 발생되는 단점이 있었다.

도면중 미설명부호 8은 반경방향 열방출구로서, 상기 디스크 로터(3)의 반경방향으로 내측면(5)과 외측면(6) 사이에서 다수개로 형성된 관통구멍이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 제동시 가압하는 패드에 의해 열변형되는 디스크 로터에 내/외측면으로 각기 열전달경로를 일정하게 조절하여 열의 전달속도를 균일하게 해 주는 요홈과 돌기부 및 컷팅부를 각기 형성함으로써 제동시 발생되는 마찰열로 디스크 로터의 변형량을 최소화시킬 수 있도록 된 열변형이 억제되는 디스크 로터를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 디스크 브레이크장치의 분리사시도,

도 2는 도 1의 디스크 로터의 부분사시도와 이의 단면도,

도 3은 종래 디스크 로터에서 제동시간별 단부의 내/외측에서 발생되는

온도편차를 측정한 그래프,

도 4는 본 발명에 따라 열변형이 억제되도록 구성된 디스크 로터를 도시한

부분사시도와 이의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 디스크 로터에서 제동시간별 단부의 내/외측에서

발생되는 온도편차를 측정한 그래프이다.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

10-디스크 로터 12-단부

14-요홈 16-외측면

18-컷팅부 20-내측면

22-돌기부

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 허브조립체와 함께 회전하는 디스크 로터와, 이 디스크 로터의 양측에 밀착되어 마찰력을 발생시키는 패드 및, 이 패드를 디스크 로터쪽으로 밀도록 유압을 받는 피스톤, 이 피스톤과 패드를 내장한 캘리퍼로 구성된 자동차의 디스크 브레이크에 있어서, 상기 디스크 로터가 단부의 외측 전둘레를 따라 다수개로 오목하게 형성된 요홈과, 이 단부의 외측부위와 외측면이 접하는 모서리 부위의 전둘레를 따라 오목한 형태로 파인 컷팅부, 이 외측면과 대향되는 내측면의 선단부위와 단부의 모서리부위로 전둘레를 따라 다소 돌출되게 형성된 돌기부를 일체로 갖추도록 된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따라 열변형이 억제되도록 구성된 디스크 로터를 도시한 부분사시도와 이의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 디스크 로터에서 제동시간별 단부의 내/외측에서 발생되는 온도편차를 측정한 그래프이다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 디스크 브레이크의 디스크 로터(10)상의 단부(12) 외측에는 전둘레를 따라 오목하게 형성되는 요홈(14)을 다수개로 마련하고, 이 단부(12)의 외측부위와 디스크 로터(10)의 외측면(16)이 접하는 모서리 부위에는 전둘레를 따라 오목한 형태로 파인 컷팅부(18)를 형성시키며, 상기 디스크 로터(10)의 외측면(16)과 대향되는 내측면(20)의 선단부위와 단부(12)의 모서리부위에는 다소 돌출된 형태의 돌기부(22)를 역시 내측의 전둘레를 따라 각기 볼록하게 형성시키고 있다.

여기서, 상기 디스크 로터(10)의 단부(12)의 외측으로 전둘레를 따라 형성된 다수개의 요홈(14)은 방열핀과 같은 역할을 하도록 된 것인 바, 즉 외기와의 접촉되는 표면적을 넓게 확장시켜 내부의 열을 원활하게 방출시킬 수 있도록 한다.

또, 상기 디스크 로터(10)의 단부(12)의 외측부위와 외측면(16)이 접하는 모서리 부위에 전둘레를 따라 형성된 컷팅부(18)는 외측면(16)에서 발생된 열이 디스크 로터(10)의 중심부위로 전달될 때 이동되는 경로를 다소 연장시키는 역할을 하는 것으로, 이는 상기 디스크 로터(10)의 외형상 열전달경로가 내측면(20)보다 상대적으로 짧은 외측면(16)의 열전달경로를 다소 연장시켜 열전달경로가 긴 내측면(20)과의 온도차이를 줄일 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기 디스크 로터(10)의 내측면(20)의 선단부위와 단부(12)의 모서리부위에 각기 전둘레를 따라 다소 돌출된 형태로 형성된 돌기부(22)는 내측면(20)쪽으로 열을 더 저장할 수 있는 공간을 마련한 것으로, 이는 상기 디스크 로터(10)의 내측면(20)에서 제동시 발생된 열을 좀 더 저장할 수 있는 여유 부분으로 작용하여 단부(12)로 전도되는 열량을 감소시키는데에 기여할 수 있도록 한 것이다.

따라서 상기와 같이 디스크 로터(10)가 단부(12)의 외측으로 형성된 요홈(14)과, 이 단부(12)와 외측면(16)이 접하는 위치에 형성된 컷팅부(18) 및, 이 외측면(16)과 대향되는 내측면(20)의 선단부위와 단부(12)의 모서리부위에 각기 형성된 돌기부(22)를 갖춤에 따라, 제동시 패드와의 마찰에 의해 발생되는 마찰열이 상기 요홈(14)에서는 외기와 접촉되어 내부의 열이 외부로 방출되고, 상기 컷팅부(18)에서는 중심부위로 전달되는 열의 이동되는 경로를 다소 연장시켜 외측면(16)과 내측면(20)의 열전달경로를 다소 비슷하게 유지시켜 주며, 상기 돌기부(22)에서는 마찰열의 저장하는 부재의 열용량을 증대시켜 주게 된다.

즉, 상기와 같이 디스크 로터(10)의 외측면(16)과 내측면(20) 사이에서 열의 전달이 이루어지면, 상기 단부(12)의 내/외측 사이에서의 온도편차는 줄어들 수 있게 되는 바, 이는 제동시간별 디스크 로터(10)의 단부(12)의 내측면(20)과 외측면(16)에서의 열을 측정한 도 5의 그래프에 도시된 바와 같이, 상기 단부(12)의 내측면(20)과 외측면(16) 사이의 온도편차가 종래 보다 줄게 되어듦을 알 수가 있고, 이 결과 제동시 패드와 디스크 로터(10) 사이의 접촉이 정상적으로 이루어져 종래와 같은 이상 접촉에 따른 디스크 로터(10)의 편마모와, 이로 인한 편진동을 저감시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 열변형이 억제되는 디스크 로터에 의하면, 제동시 패드와의 마찰에 의해 가열되는 디스크 로터가 내/외측면으로의 열전달이 균형적으로 이루어질 수 있게 됨으로써, 열에 의한 변형정도가 작아지면서 제동시 패드와의 정상적인 면접촉을 유지할 수 있어 디스크 로터의 편마모와 이에 따른 편진동과 소음발생을 억제시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (1)

1. 단부(12)의 외측 전둘레를 따라 다수개로 오목하게 형성된 요홈(14)과, 이 단부(12)의 외측부위와 외측면(16)이 접하는 모서리 부위의 전둘레를 따라 오목한 형태로 파인 컷팅부(18) 및, 이 외측면(16)과 대향되는 내측면(20)의 선단부위와 단부(12)의 모서리부위로 전둘레를 따라 다소 돌출되게 형성된 돌기부(22)를 일체로 갖추도록 구성된 열변형이 억제되는 디스크 로터.

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