KR100466130B1 - 냉각장치를 구비한 브레이크디스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크디스크의 내부에 구비된 러너의 회전상태를 브레이크디스크의 온도에 따라 자동적으로 조절되도록 함으로써, 브레이크디스크의 온도상태에 따라서 브레이크디스크의 냉각성능을 자동적으로 증가시킬 수 있도록 하여, 보다 효과적인 브레이크디스크의 냉각 작용으로 브레이크시스템으로 전달되는 열을 줄여 보다 안정적인 브레이크 작동성을 확보한다.

Description

냉각장치를 구비한 브레이크디스크{brake disk having a cooling device}

본 발명은 자동차 등에 사용되는 브레이크디스크의 냉각 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크디스크의 온도상태에 따라서 자동적으로 냉각성능을 향상시킬 수 있도록 하는 기술에 대한 것이다.

자동차에 사용되는 브레이크시스템은 마찰의 발생 방법에 따라서 디스크방식과 드럼방식이 있는데, 이중 상기 디스크방식은 드럼방식에 비하여 제동성능이나 냉각성능면에서 우수하여 선호되고 있다.

도 1에는 종래에 디스크방식에 사용되고 있는 브레이크디스크의 구조가 도시되어 있는 바, 두 개의 디스크(100)가 공기의 유로를 형성하여 냉각이 이루어질 수 있도록 한 방열판(102)을 매개로 연결되어 있는 구조로서, 브레이크디스크의 회전에 의해 자연적으로 통과하는 공기에 의해 냉각이 이루어지도록 되어 있으며, 상기 브레이크디스크를 양쪽에서 브레이크패드가 가압하여 브레이크패드와 브레이크디스크의 사이에서 발생되는 마찰력에 의해 제동력을 발생시키도록 되어 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 디스크방식의 브레이크시스템의 경우에도 급제동이나 잦은 제동은 상기 브레이크디스크를 지나치게 가열시키고, 상기 자연적으로 유동하는 공기에 의해서만 냉각이 이루어지도록 되어 있는 브레이크디스크는 충분한 냉각성능을 제공하지 못해서, 제동성능이 저하되고 차량의 실내로 브레이크패드의 마찰에 의한 소음 및 냄새가 유입되는 등의 문제점을 여전히 야기시키고 있으며, 심한 경우에는 베이퍼록 현상을 유발하는 등의 문제를 가지고 있다.

특히, 상기와 같은 현상은 차량의 동력성능 및 중량이 증가할수록 빈번히 발생되며, 스포츠카와 같이 급제동을 반복하는 경우에는 상기와 같은 현상이 더욱 심한 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 브레이크디스크의 온도상태에 따라서 브레이크디스크의 냉각성능을 자동적으로 증가시킬 수 있도록 하여, 보다 효과적인 브레이크디스크의 냉각 작용으로 브레이크시스템으로 전달되는 열을 줄여 보다 안정적인 브레이크 작동성이 확보되도록 하는 냉각장치를 구비한 브레이크디스크를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 브레이크디스크의 구조를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 의한 냉각장치를 구비한 브레이크디스크를 도시한 도면,

도 3은 도 2의 러너가 브레이크디스크에 고정되지 않을 경우의 작동상태를 도시한 도면,

도 4는 도 2의 러너가 브레이크디스크에 고정되는 경우의 작동상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 브레이크디스크3; 러너

5; 공기흡입구7; 가이드베인

9; 중심허브11; 바이메탈코일

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 냉각장치를 구비한 브레이크디스크는 브레이크디스크의 내부에 브레이크디스크의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되며 다수의 가동날개로 이루어진 러너와;

상기 러너의 브레이크디스크에 대한 회전 가능 상태 및 불가능 상태를 온도에 따라 전환하는 온도클러치수단과;

상기 브레이크디스크에 상기 러너로 공급될 공기를 통과시키도록 형성된 다수의 공기흡입구와;

상기 러너에서 브레이크디스크의 반경방향으로 송풍시키는 공기가 접촉하는 방열면을 확보하도록 러너의 외측으로 형성된 다수의 가이드베인으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 냉각장치를 구비한 브레이크디스크의 구조를 도시한 도면으로서, 브레이크디스크(1)의 내부에 브레이크디스크(1)의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되며 다수의 가동날개로 이루어진 러너(3)와, 상기 러너(3)의 브레이크디스크(1)에 대한 회전 가능 상태 및 불가능 상태를 온도에 따라 전환하는 온도클러치수단과, 상기 브레이크디스크(1)에 상기 러너(3)로 공급될 공기를 통과시키도록 형성된 다수의 공기흡입구(5)와, 상기 러너(3)에서 브레이크디스크(1)의 반경방향으로 송풍시키는 공기가 접촉하는 방열면을 확보하도록 러너(3)의 외측으로 브레이크디스크(1)에 형성된 다수의 가이드베인(7)으로 구성되어 있다.

즉, 브레이크디스크(1)의 내부에 강제적인 공기의 유동을 발생시킬 수 있는 러너(3)를 설치하여, 브레이크디스크(1)를 강제 공냉시키도록 한 구성으로서, 상기 러너(3)는 브레이크디스크(1)와 함께 회전되면 그 가동날개의 형상에 의해 상기 공기흡입구(5)를 통해 공기를 흡입하여 브레이크디스크(1)의 반경방향으로 송출하는 원심펌프가 되도록 구성되어 있다.

여기서, 상기 온도클러치수단은 온도 변화에 따라 브레이크디스크(1)의 중심허브(9)와 상기 러너(3)의 사이에서 팽창 및 수축하는 바이메탈코일(11)로 구성하였는바, 상기 바이메탈코일(11)의 온도가 일정수준 이상으로 상승되면, 상기 브레이크디스크의 중심허브(9)와 러너(3) 사이에 열팽창 압력을 제공함에 의해 브레이크디스크(1)에 대하여 상기 러너(3)를 고정시키도록 되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명 냉각장치를 구비한 브레이크디스크의 작용을 도 3과 도 4를 통해 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 브레이크디스크의 온도가 높지 않은 상태로서, 이때에는 상기 바이메탈코일(11)의 온도도 낮아 열팽창 압력이 상기 러너(3)를 상기 브레이크디스크(1)에 대하여 고정하지 못하는 상태이다.

따라서, 상기 러너(3)는 상기 브레이크디스크(1)에 대하여 자유로운 회전이 가능한 상태여서, 실질적으로 브레이크디스크(1)는 차량의 주행시에 회전하므로, 상기 러너(3)는 상기 브레이크디스크(1)와 함께 회전하지 않고 이상적으로는 정지한 상태를 유지하게 되는바, 이와 같이 러너(3)의 회전을 방지하도록 하는 것은 상기 러너(3)가 회전하면 원심펌프의 작용을 하면서 차륜의 동력을 소모하게 되는바, 차량이 제동중이 아닌 경우에는 이와 같은 동력의 소모를 발생시키지 않게 하기 위한 것이다.

잦은 제동조작이나 급제동 등에 의해 브레이크디스크(1)의 온도가 올라가서, 여기에 내장되어 있는 상기 바이메탈코일(11)의 온도가 상승하여 열팽창하면, 상기 러너(3)를 상기 브레이크디스크(1)에 대하여 고정하는바, 결과적으로 주행중인 차량에서 상기 러너(3)를 브레이크디스크(1)와 함께 회전시키게 된다.

따라서, 상기 러너(3)는 회전되면서 상기 공기흡입구(5)로 외부의 공기를 흡입하여 브레이크디스크(1)의 반경방향으로 송풍하는 원심펌프의 작용을 하게 되므로, 외부의 공기를 브레이크디스크(1) 내부로 강제적으로 통과시키면서 브레이크디스크(1)를 강제 공냉시킴에 의해 브레이크디스크(1)의 냉각성능을 크게 향상시키게 된다.

상기와 같이 브레이크디스크(1)의 냉각성능이 향상되면, 종래에 잦은 제동이나 급제동 등에 의해 발생되었던 브레이크시스템의 각종 열해의 문제가 대폭적으로 저감되어 제동성능의 안정성을 확보할 수 있게 된다.

물론, 상기와 같이 브레이크디스크(1)의 냉각이 원활히 이루어져 브레이크디스크(1)가 어느 정도 냉각되면, 상기 바이메탈코일(11)은 다시 수축하여, 상기 러너(3)를 상기 브레이크디스크(1)로부터 자유로운 회전이 가능한 상태로 하여 불필요한 동력의 소모를 방지하도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 브레이크디스크의 내부에 구비된 러너의 회전상태를 브레이크디스크의 온도에 따라 자동적으로 조절되도록 함으로써, 브레이크디스크의 온도상태에 따라서 브레이크디스크의 냉각성능을 자동적으로 증가시킬 수 있도록 하여, 보다 효과적인 브레이크디스크의 냉각 작용으로 브레이크시스템으로 전달되는 열을 줄여 보다 안정적인 브레이크 작동성을 확보한다.

Claims (2)

1. 브레이크디스크의 내부에 브레이크디스크의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되며 다수의 가동날개로 이루어진 러너와;

   상기 러너의 브레이크디스크에 대한 회전 가능 상태 및 불가능 상태를 온도에 따라 전환하는 온도클러치수단과;

   상기 브레이크디스크에 상기 러너로 공급될 공기를 통과시키도록 형성된 다수의 공기흡입구와;

   상기 러너에서 브레이크디스크의 반경방향으로 송풍시키는 공기가 접촉하는 방열면을 확보하도록 러너의 외측으로 형성된 다수의 가이드베인;

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 브레이크디스크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 온도클러치수단은 온도 변화에 따라 브레이크디스크의 중심허브와 상기 러너의 사이에서 팽창 및 수축하는 바이메탈코일로 구성된 것

   을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 브레이크디스크.