KR100387863B1

KR100387863B1 - 차량 브레이크시스템의 냉각장치

Info

Publication number: KR100387863B1
Application number: KR10-2001-0023802A
Authority: KR
Inventors: 이동근
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2001-05-02
Publication date: 2003-06-18
Also published as: KR20020084492A

Abstract

본 발명은 차량 브레이크시스템의 냉각장치에 관한 것으로, 브레이크의 제동 시 브레이크 디스크에 발생되는 마찰열을 전기에너지로 변환시켜 마찰열의 진동에너지 변환을 초기에 방지하면서 온도 상승을 차단함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜(W)에 장착된 브레이크 어셈블리(20)의 가압패드(21)내에 브레이크디스크(10)와 접촉시 발생되는 마찰열을 전기에너지로 변환하는 에너지변환수단(40)과, 이 에너지변환수단(40)에 직류 전원을 차륜(W)을 회전시키는 액슬을 통해 선택적으로 연결시키는 통전수단(50)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량 브레이크시스템의 냉각장치{An automotive brake system having a cooling device}

본 발명은 차량 브레이크시스템의 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는브레이크 작동에 따른 마찰에 의한 마찰에너지를 전기에너지로 변환할 수 있도록 된 차량 브레이크시스템의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 무거운 중량을 갖는 주행중인 차량을 정지시키는 브레이크시스템은 운전자의 조작 시 최초 운전자의 조작력을 배가시키는 부스터를 통해 오일을 가압하여 유압을 발생하는 마스터실린더를 통해 차륜(W)의 회전력을 정지시켜 주는 브레이크어셈블리로 구성되어진다.

이러한 브레이크 어셈블리(20)는 차량을 정지시키도록 차륜(W)을 직접 정지시키게 되는데 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 엔진으로부터 발생된 동력에 의해 회전되는 차륜(W)에 장착된 브레이크디스크(10)를 그 양 측면에서 가압하여 정지시키도록 차륜(W)에 장착되어지게 된다.

여기서, 상기 브레이크디스크(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 브레이크어셈블리(20)의 가압패드(21)에 의해 발생되는 마찰열을 대기로 방출하도록 그 테두리를 따라 일정 간격으로 다수개의 에어벤트홀(11)이 형성되어 지는데, 이러한 형식의 브레이크디스크(10)는 열전도율을 향상하기 위한 에어벤트홀(11)을 형성하므로 통상, 벤틸레이트드 디스크로 불리 운다.

그러나, 이와 같이 브레이크 어셈블리(20)의 가압패드(21)를 통해 브레이크디스크(10)의 그 양 측면을 강하게 가압하면 이 패드(21)와의 마찰로 인해 브레이크디스크(10)의 회전이 멈출 때까지 진동이 발생됨과 더불어 도 3에 도시된 바와 같이, 브레이크디스크(10)와 접촉되는 가압패드(21)에 고온(디스크는 약 200℃이나 패드는 약 400℃로 상승됨)이 발생되는 문제가 있게 된다.

이와 같이 제동 시 발생되는 진동은 현가 장치와 차체부위를 가진시켜 심할 경우 차량 실내의 탑승자가 느낄 정도의 진폭으로 확대되는 문제가 있음은 물론, 브레이크 패드(21)부위에 발생되는 고온의 열이 차륜부위로 집중되어 타이어의 펑크를 유발하게 되는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 브레이크의 제동 시 브레이크 디스크에 발생되는 마찰열을 전기에너지로 변환시켜 마찰열의 진동에너지 변환을 초기에 방지하면서 온도 상승을 차단함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜에 장착된 브레이크 어셈블리의 가압패드내에 브레이크디스크와 접촉시 발생되는 마찰열을 전기에너지로 변환하는 에너지변환수단과, 이 에너지변환수단에 직류 전원을 차륜을 회전시키는 액슬을 통해 선택적으로 연결시키는 통전수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 차량의 브레이크 시스템중 차륜에 장착되는 브레이크 어셈블리의 구성도

도 2는 도 1에 따른 브레이크 어셈블리의 결합 구성도

도 3은 도 2의 A-A선 부분 단면도

도 4는 본 발명에 따른 냉각장치의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 브레이크디스크 11 : 에어벤트홀

20 : 브레이크어셈블리 21 : 가압패드

40 : 에너지 변환수단

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1과 2는 차량의 브레이크 시스템 중 차륜에 장착되는 브레이크 어셈블리의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 차륜(W)에 장착된 브레이크 어셈블리(20)의 가압패드(21)내에 브레이크디스크(10)와 접촉시 발생되는 마찰열을 전기에너지로 변환하는 에너지변환수단(40)과, 이 에너지변환수단(40)에 직류 전원을 차륜(W)을 회전시키는 액슬을 통해 선택적으로 연결시키는 통전수단(50)으로 이루어진다.

여기서, 상기 에너지변환수단(40)은 전류의 흐름시 열을 방출·흡수하는 펠티어(Peltier)효과를 나타내도록 두가지 서로 다른 물질의 열전소자(41)로 이루어지면서 도 4에 도시된 바와 같이 에어벤트홀(11)을 구비한 브레이크 디스크(10)에 근접되는 위치로 가압패드(21)내에 원형으로 삽입되어진다.

또한, 상기 통전수단(50)은 차륜(W)으로 구동력을 전달하는 액슬하우징(A)의 스핀들(S)에 고정되면서 에너지변환수단(40)의 열전소자(41)에 전류를 공급하도록 전선으로 연결된 고정디스크(51)와, 이 고정디스크(51)쪽으로 스핀들(S)의 회전에 의한 원심력으로 이동·접촉되면서 공급되는 직류전원을 연결시키는 이동디스크(52)로 이루어진다.

이하 본 발명의 작용을 상세히 설명한다.

운전자가 브레이크시스템을 조작하게 되면 폐달의 조작에 따라 부스터와 마스터실린더를 통해 발생된 유압이 브레이크 어셈블리(20)의 실린더를 작동시키게 되고, 이에 따라 상기 브레이크 어셈블리(20)의 가압패드(21)가 차륜(W)에 장착되어 회전하고 있는 브레이크디스크(10)의 양 측면을 가압력(F)으로 강하게 가압하면서 정지시키게 된다.

이때, 상기 브레이크 어셈블리(20)의 가압패드(21)와 브레이크디스크(10)의 마찰로 인해 브레이크디스크(10)는 회전이 멈출 때까지 진동과 함께 고온의 마찰열이 발생되고, 이러한 마찰열은 브레이크디스크(10)에 접촉되는 가압패드(21)에 구비된 에너지변환수단(40)을 통해 전기에너지로 변환되어 소모되어진다.

이때, 상기 에너지변환수단(40)의 열전소자(41)는 브레이크디스크(10)와 작용하여 마찰되는 브레이크 어셈블리(20)의 가압패드(21)에 의해 고온의 마찰열과액슬하우징(A)의 스핀들(S)회전에 의해 발생되는 원심력으로 직류 전원을 통전시키는 통전수단(50)에 의해 전류가 흐르면서 펠티어 효과를 통해 마찰열을 흡수하게 된다.

즉, 상기 에너지변환수단(40)의 열전소자(51)는 통전수단(50)의 이동디스크(52)에 접촉되어 전류를 통전시키는 고정디스크(51)를 통해 전류가 통전됨과 더불어 디스크(10)에 접촉·가압되는 가압패드(21)를 통해 가해지는 압력을 받게 되므로 이에 따라, 상기 열전소자(41)의 내부 결정조직에 가해지는 지속적인 압축 또는 인장력에 의해 그 내부에서 이에 상응하는 전기분극이 발생되고, 이 전기분극이 발생되어진 대응 단면에는 분극 전하가 발생되어 결국, 이 분극 전하가 흐르면서 전기에너지와 열에너지로 변환되어진다.

그러므로, 브레이크시스템의 작동에 따라 브레이크 디스크(10)에 발생된 진동과 마찰열이 열전소자(41)를 매개로 전기에너지와 열에너지로 변환되어 초기 진동의 크기를 최대한 줄이면서 마찰열에 의한 온도 상승을 저하시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 브레이크의 제동 시 작용되는 제동력에 의해 브레이크 디스크에 발생되는 마찰열을 전기에너지와 열에너지로 변환시켜 마찰열의 진동에너지 변환을 초기에 방지함은 물론 브레이크 디스크의 고온 상승을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

차륜(W)에 장착된 브레이크 어셈블리(20)의 가압패드(21)내에 브레이크디스크(10)와 접촉시 발생되는 마찰열을 전기에너지로 변환하는 에너지변환수단(40)과, 이 에너지변환수단(40)에 차륜(W)을 회전시키는 액슬을 통해 선택적으로 연결시켜 전원을 공급하는 통전수단(50)으로 이루어진 차량 브레이크시스템의 냉각장치.
제 1항에 있어서, 상기 에너지변환수단(40)은 전류의 흐름시 열을 방출·흡수하는 펠티어효과를 나타내도록 두가지 서로 다른 물질의 열전소자(41)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 브레이크시스템의 냉각장치.
제 2항에 있어서, 상기 에너지변환수단(40)에 공급되는 전원이 직류인 것을 특징으로 하는 차량 브레이크시스템의 냉각장치.
제 2항에 있어서, 상기 열전소자(41)는 브레이크 디스크(10)에 근접되는 위치로 가압패드(21)내에 원형으로 삽입되어진 것을 특징으로 하는 차량 브레이크시스템의 냉각장치.
제 2항에 있어서, 상기 통전수단(50)은 차륜(W)으로 구동력을 전달하는 액슬하우징(A)의 스핀들(S)에 고정되면서 에너지변환수단(40)의 열전소자(41)에 전류를공급하도록 전선으로 연결된 고정디스크(51)와, 이 고정디스크(51)쪽으로 스핀들(S)의 회전에 의한 원심력으로 이동·접촉되면서 공급되는 직류전원을 연결시키는 이동디스크(52)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 브레이크시스템의 냉각장치.