KR100440317B1 - 브레이크드럼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 브레이크드럼에 관한 것으로, 제동력 발생시 라이닝(40)과 면접촉되는 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)에 형성되어 안쪽면(11a)에서 발생된 마찰열의 열전달 경로를 라이닝접촉부(11)의 바깥면(11b)쪽으로 전달되게 유도하면서 상기 라이닝접촉부(11)의 측면(11c)쪽으로는 열전달이 이루어지지 못하도록 차단하는 복수개의 열전달방지홈(11d)과, 상기 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)과 바깥면(11b)사이의 내부에 형성되어 제동력 발생시 상기 안쪽면(11a)의 열용량을 감소시키면서 마찰열을 신속하게 외부로 배출시키도록 하는 마찰열배출홈(11e)을 포함하도록 구성되어져, 제동력 발생시 상기 브레이크드럼(10)이 바이메탈효과에 의해 휘어지는 현상이 최대한 억제되게 되고, 상기 라이닝(40)의 편마모가 예방되면서 라이닝(40)의 수명이 연장되게 되며, 이로 인해 제동소음 및 진동이 최대한 감소될 뿐만 아니라 차량의 전체적인 제동성능도 향상되도록 된 것이다.

Description

브레이크드럼{brake drum}
본 발명은 브레이크드럼에 관한 것으로, 특히 제동력 발생시 브레이크드럼의열변형 양을 최대한 억제시켜 라이닝과의 균일한 접촉을 유도함으로써 라이닝의 편마모를 감소시키면서 제동성능을 향상시킬 수 있도록 된 브레이크드럼에 관한 것이다.
일반적으로, 제동장치(Brake System)는 주행할 때 주로 사용하는 주브레이크와 자동차를 주차할 때 사용하는 주차브레이크로 분류되고, 상기 주브레이크는 브레이크페달의 조작에 의해 발생된 유압을 매개로 제동시키도록 된 유압식 브레이크와, 대형자동차등 큰 제동력을 필요로 하는 경우에 사용하도록 된 배력식 브레이크 및, 압축공기의 압력을 이용해 제동력을 발생시키도록 된 공기브레이크로 분류되며, 상기 유압식 브레이크에는 휠과 일체가 되어 회전하는 브레이크드럼에 라이닝을 부착한 브레이크슈를 안쪽으로부터 압착하여 제동력을 발생시키도록 된 드럼식 브레이크가 있다.
여기서, 상기 드럼식 브레이크(1)의 일반적인 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 휠허브에 볼트를 매개로 설치되어 바퀴와 함께 회전하도록 된 브레이크드럼(10)과, 차축에 고정되도록 된 백플레이트(20)와, 이 백플레이트(20)에 설치된 주철재질의 브레이크슈(30)와, 이 브레이크슈(30)의 외측표면에 부착되어 상기 브레이크드럼(10)과 직접 접촉되면서 브레이크드럼(10)의 회전을 멈추고 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 주도록 된 마찰재인 라이닝(40) 및, 마스터실린더에서 발생된 유압을 매개로 상기 브레이크슈(30)를 브레이크드럼(10)에 압착시키도록 된 휠실린더(50)등으로 이루어져 있다.
따라서, 주행중 운전자가 브레이크페달을 밟아주게 되면 마스터실린더에서발생된 유압이 휠실린더(50)로 전달되고, 이 휠실린더(50)의 피스톤운동에 의해 브레이크슈(30)가 바퀴와 더불어 회전되는 브레이크드럼(10)으로 순간적으로 이동되는 바, 이때 상기 브레이크슈(30)의 외측면에 부착된 라이닝(40)이 도 2에 도시된 바와 같이 상기 브레이크드럼(10)에 압착되어 마찰력을 이용해 상기 브레이크드럼(10)의 회전을 멈추게 함으로써 제동을 할 수 있게 된다.
여기서, 상기 라이닝(40)은 브레이크의 작동시 회전되는 브레이크드럼(10)에 직접적으로 압착되어 강한 마찰력을 발생시키게 되며, 이때 상기 브레이크드럼(10)의 온도는 대략 200 ~ 300℃ 정도로 상승되게 된다.
이에 따라, 제동시 상기 라이닝(40)과 접촉되는 브레이크드럼(10)의 라이닝접촉부(11)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 라이닝(40)이 접촉하지 않는 라이닝비접촉부(12)보다 온도가 급격하게 상승하게 되고, 특히 상기 라이닝접촉부(11)에서도 라이닝(40)이 직접 접촉하는 안쪽면(11a)의 온도가 바깥면(11b)의 온도보다 월등하게 상승되므로, 상기 브레이크드럼(10)은 바이메탈효과(bimetal effect)에 의해 온도가 낮은 바깥면(11b)쪽으로 열변형에 의해 휘어지는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.
즉, 제동력 발생시 라이닝(40)이 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)과 면접촉되면서 마찰력을 발생시키게 되면, 상기 안쪽면(11)에 발생된 고온의 열은 도 4에 도시된 화살표와 같이 라이닝접촉부(11)의 바깥면(11b)과 측면(11c)쪽으로 전달되는데, 이때 라이닝접촉부(11)의 측면(11c)쪽으로 전달되는 열의 대부분이 브레이크드럼(10)의 외부로 방출되지 못하고 브레이크드럼(10)내에 응집되게 됨으로써, 상기 안쪽면(11a)의 온도가 바깥면(11b)의 온도보다 월등하게 상승되게 되며, 이로 인해 상기 브레이크드럼(10)은 바이메탈효과(bimetal effect)에 의해 온도가 낮은 바깥면(11b)쪽으로 열변형에 의해 휘어지게 되는 것이다.
또한, 상기 브레이크드럼(10)이 열변형에 의해 온도가 낮은 바깥면(11b)쪽으로 휘어지게 되면, 제동력 발생시 상기 라이닝(40)과 열변형된 브레이크드럼(10)의 안쪽면(11a)이 도 5에 도시된 바와 같이 서로 비정상적으로 선접촉되면서 제동력을 발생시키게 되므로, 상기 라이닝(40)의 편마모가 심하게 발생되어 라이닝(40)의 수명이 단축될 뿐만 아니라, 이로 인해 편진동이 유발되어 제동장치 전체에 걸쳐 심한 진동과 소음이 발생되는 문제점도 있었다.
또한, 상기 브레이크드럼(10)이 열변형되어 바깥면(11b)쪽으로 휘어지고 난 후 재차 제동을 가하게 되면, 상기 라이닝(40)이 브레이크드럼(10)의 안쪽면(11a)과 면접촉을 이루면서 도 6에 도시된 화살표 M과 같이 좌우방향으로 미끄러지는 현상이 발생될 뿐만 아니라, 이로 인해 제동효과가 감소되면서 안전사고를 유발시키게 되는 문제점도 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 모든 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 라이닝과 접촉되는 라이닝접촉부의 안쪽면에 열전달방지홈을 형성시키면서 상기 라이닝접촉부의 내부에 마찰열배출홈을 형성시켜, 제동력 발생시 라이닝접촉부의 측면쪽으로 고온의 열이 전달되는 것을 예방하고, 이와 더불어 상기 안쪽면의 열용량을 감소시켜 마찰열을 브레이크드럼의 외부로 최대한 방출시킴은 물론, 상기 브레이크드럼이 바이메탈효과에 의해 열변형되어 바깥면으로 휘어지는 현상을 최대한 억제하고, 아울러 상기 라이닝의 편마모를 방지하면서 라이닝의 수명이 연장시킴과 더불어 제동력 발생시 진동과 소음을 감소시키면서 전체적인 차량의 제동성능을 향상시킬 수 있도록 된 브레이크드럼을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 브레이크드럼은, 제동력 발생시 라이닝과 면접촉되는 라이닝접촉부의 안쪽면에 형성되어 안쪽면에서 발생된 마찰열의 열전달 경로를 라이닝접촉부의 바깥면쪽으로 전달되게 유도하면서 상기 라이닝접촉부의 측면쪽으로는 열전달이 이루어지지 못하도록 차단하는 복수개의 열전달방지홈과, 상기 라이닝접촉부의 안쪽면과 바깥면사이의 내부에 형성되어 제동력 발생시 상기 안쪽면의 열용량을 감소시키면서 마찰열을 신속하게 외부로 배출시키도록 하는 마찰열배출홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 일반적으로 사용되는 드럼식 브레이크를 설명하기 위한 분해사시도,
도 2는 드럼식 브레이크의 작동상태를 설명하기 위한 개략적인 종단면도,
도 3 내지 도 6은 브레이크드럼의 열변형관계를 설명하기 위한 개략적인 종단면도,
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 브레이크드럼을 설명하기 위한 개략적인 종단면도,
도 9는 본 발명에 따라 열변형이 억제되는 브레이크드럼의 상태를 설명하기 위한 개략적인 종단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 - 브레이크드럼 11 - 라이닝접촉부
11a - 안쪽면 11b - 바깥면
11c - 측면 11d - 열전달방지홈
11e - 마찰열배출홈 12 - 라이닝비접촉부
40 - 라이닝
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 브레이크드럼을 설명하기 위한 개략적인 종단면도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 브레이크드럼(10)은 드럼식 브레이크(1)의 구성요소인 바, 상기 드럼식 브레이크(1)의 일반적인 구성은 도 1을 참조로 전술한 바와 같이, 휠허브에 볼트를 매개로 설치되어 바퀴와 함께 회전하도록 된 브레이크드럼(10)과, 차축에 고정되도록 된 백플레이트(20)와, 이 백플레이트(20)에 설치된 주철재질의 브레이크슈(30)와, 이 브레이크슈(30)의 외측표면에 부착되어 상기브레이크드럼(10)과 직접 접촉되면서 브레이크드럼(10)의 회전을 멈추고 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 주도록 된 마찰재인 라이닝(40) 및, 마스터실린더에서 발생된 유압을 매개로 상기 브레이크슈(30)를 브레이크드럼(10)에 압착시키도록 된 휠실린더(50)등으로 이루어져 있다.
여기서, 상기 브레이크드럼(10)은 제동력 발생시 상기 라이닝(40)과 접촉되는 라이닝접촉부(11)와 상기 라이닝(40)이 접촉하지 않는 라이닝비접촉부(12)로 이루어지고, 특히 일정 두께로 이루어지는 상기 라이닝접촉부(11)는 라이닝(40)이 직접적으로 압착되면서 면접촉되는 안쪽면(11a)과 이 안쪽면(11a)과 일체로 연결되는 바깥면(11b) 및 측면(11c)에 의해 외관이 형성되는 구조로 되어 있다.
한편, 상기 브레이크드럼(10)은 도 7에 도시된 바와 같이 제동력 발생시 라이닝(40)과 면접촉되는 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)에 형성되어 안쪽면(11a)에서 발생된 마찰열의 열전달 경로를 라이닝접촉부(11)의 바깥면(11b)쪽으로 전달되게 유도하면서 상기 라이닝접촉부(11)의 측면(11c)쪽으로는 열전달이 이루어지지 못하도록 차단하는 복수개의 열전달방지홈(11d)과, 상기 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)과 바깥면(11b)사이의 내부에 형성되어 제동력 발생시 상기 안쪽면(11a)의 열용량을 감소시키면서 마찰열을 신속하게 외부로 배출시키도록 하는 마찰열배출홈(11e)을 포함하여 구성되는 구조로 되어 있다.
그리고, 상기 열전달방지홈(11d)은 라이닝(40)과 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)이 압착될 때 상기 라이닝(40)의 양측면쪽에 각각 위치되도록 형성되게 된다.
또한, 상기 마찰열배출홈(11e)의 폭(D1)은 도 8에 도시된 바와 같이 라이닝(40)의 폭(D2)을 수용할 수 있도록 형성되면서 상기 열전달방지홈(11d)사이에 위치되도록 형성되는 구조로 되어 있다.
한편, 상기 마찰열배출홈(11e)은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)에서 마찰열배출홈(11e)까지 도달되는 최단거리(L1)가 라이닝접촉부(11)의 바깥면(11b)에서 마찰열배출홈(11e)까지 도달되는 최단거리(L2)보다 짧게 형성되도록 상기 안쪽면(11a)과 바깥면(11b)사이의 횡방향 중심선(C)을 기준으로 상기 안쪽면(11a)쪽으로 치우쳐서 형성되는 구조로 되어 있다.
따라서, 주행중인 차량에 제동력을 발생시키기 위해 운전자가 브레이크페달을 밟아주게 되면 마스터실린더에서 발생된 유압이 휠실린더(50)로 전달되고, 이 휠실린더(50)의 피스톤운동에 의해 브레이크슈(30)가 바퀴와 더불어 회전되는 브레이크드럼(10)으로 순간적으로 이동되는 바, 이때 상기 브레이크슈(30)의 외측면에 부착된 라이닝(40)이 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)과 면접촉으로 압착되면서 마찰력을 발생시키게 되며, 이 마찰력에 의해 상기 브레이크드럼(10)의 회전이 점차적으로 멈춰지면서 제동이 이루어지게 된다.
한편, 상기 라이닝(40)이 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)과 면접촉되면서 마찰력에 의한 제동력을 발생시킬 때 상기 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)에는 대략 대략 200 ~ 300℃ 정도의 고온의 열이 발생되는데, 이 고온의 열은 본 발명에 따른 열전달방지홈(11d)에 의해 냉각효율이 나쁜 라이닝접촉부(11)의 측면(11c)쪽으로 이동되지 않고 대부분 냉각효율이 좋은 라이닝접촉부(11)의 바깥면(11b)쪽으로 이동되게 된다.
그리고, 상기 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)이 고온의 마찰력에 의해 라이닝접촉부(11)의 측면(11c)쪽으로 팽창되는 변형이 일어나게 되더라도 변형이 일어나는 부피만큼 본 발명에 따른 열전달방지홈(11d)의 측방향 크기가 줄어들게 되므로 상기 라이닝접촉부(11)의 측방향 길이가 전체적으로 늘어나게 되는 것이 방지되게 되고, 이로 인해 브레이크드럼(10)이 바이메탈효과(bimetal effect)에 의해 전체적으로 팽창되면서 온도가 낮은 바깥면(11b)쪽으로 휘어지는 현상이 예방되게 된다.
또한, 제동력 발생시 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)에 마찰력에 의한 고온의 열이 발생되더라도 상기 고온의 열중 대부분의 열은 본 발명에 따른 마찰열배출홈(11e)에 의해 브레이크드럼(10)의 외부로 신속하게 배출되게 되고 그 나머지의 열은 라이닝접촉부(11)의 바깥면(11b)으로 전달되어 외부로 배출되게 된다.
이와 같이, 제동력 발생될 때 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)에서 발생된 고온의 열중에서 대부분의 열이 본 발명에 따른 마찰열배출홈(11e)에 의해 브레이크드럼(10)의 외부로 배출되게 되면, 제동력이 발생될 때 상기 안쪽면(11a)의 열용량이 급격하게 감소되게 되고, 이로 인해 상기 브레이크드럼(10)은 바이메탈효과(bimetal effect)에 의해 전체적으로 팽창되는 것이 최대한 방지되면서 온도가 낮은 바깥면(11b)쪽으로 휘어지는 현상도 예방되게 된다.
또한, 본 발명에 따른 열전달방지홈(11c) 및 마찰열배출홈(11e)에 의해 상기브레이크드럼(10)의 휘어짐량이 최대한 억제되게 되면, 제동력 발생시 상기 라이닝(40)과 브레이크드럼(10)의 안쪽면(11a)이 서로 비정상적으로 선접촉되는 것도 최대한 예방할 수 있게 되고, 이로 인해 상기 라이닝(40)의 편마모 현상도 예방할 수 있게 되며, 아울러 상기 라이닝(40)의 수명도 그만큼 연장시킬 수 있게 된다.
그리고, 제동력 발생시 상기 라이닝(40)의 편마모가 발생되지 않게 되면, 제동소음 및 진동의 크기도 현격하게 감소시킬 수가 있게 되며, 이로 인해 차량의 NVH성능도 향상되면서 전체적인 차량의 고급화 이미지에도 기여를 할 수 있게 된다.
또한, 제동력 발생시 상기 브레이크드럼(10)의 열변형이 최대한 억제되면서 라이닝(40)의 편마모가 발생되지 않게 되면 라이닝(40)이 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)에서 좌우측 방향으로 미끄러지는 현상도 예방할 수 있게 되며, 이로 인해 차량의 전체적인 제동성능도 그만큼 향상시킬 수가 있게 되어 주행의 안정성을 확보할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 라이닝접촉부의 안쪽면에 열전달방지홈이 형성되면서 상기 라이닝접촉부의 내부에 마찰열배출홈이 형성되어져, 제동력 발생시 브레이크드럼이 바이메탈효과에 의해 휘어지는 현상이 최대한 억제되게 되고, 상기 라이닝의 편마모가 예방되면서 라이닝의 수명이 연장되게 되며, 이로 인해 제동소음 및 진동이 최대한 감소될 뿐만 아니라 상기 라이닝의 미끌림 현상도 예방되어 제동성능이 향상되는 효과가 있게 된다.

Claims (4)

  1. 제동력 발생시 라이닝(40)과 면접촉되는 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)에 형성되어 안쪽면(11a)에서 발생된 마찰열의 열전달 경로를 라이닝접촉부(11)의 바깥면(11b)쪽으로 전달되게 유도하면서 상기 라이닝접촉부(11)의 측면(11c)쪽으로는 열전달이 이루어지지 못하도록 차단하는 복수개의 열전달방지홈(11d)과, 상기 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)과 바깥면(11b)사이의 내부에 형성되어 제동력 발생시 상기 안쪽면(11a)의 열용량을 감소시키면서 마찰열을 신속하게 외부로 배출시키도록 하는 마찰열배출홈(11e)을 포함하여 구성되는 브레이크드럼.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 열전달방지홈(11d)이 라이닝(40)과 라이닝접촉부(11)의 안쪽면(11a)이 압착될 때 상기 라이닝(40)의 양측면쪽에 각각 위치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크드럼.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 마찰열배출홈(11e)의 폭(D1)이 라이닝(40)의 폭(D2)을 수용할 수 있도록 형성되면서 상기 열전달방지홈(11d)사이에 위치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크드럼.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 마찰열배출홈(11e)이 라이닝접촉부(11)의안쪽면(11a)에서 마찰열배출홈(11e)까지 도달되는 최단거리(L1)가 라이닝접촉부(11)의 바깥면(11b)에서 마찰열배출홈(11e)까지 도달되는 최단거리(L2)보다 짧게 형성되도록 상기 안쪽면(11a)과 바깥면(11b)사이의 횡방향 중심선(C)을 기준으로 상기 안쪽면(11a)쪽으로 치우쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크드럼.
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