KR100466132B1 - 디스크브레이크 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캘리퍼의 피스톤 내에 냉각수를 저장하였다가 냉각이 필요한 시점에서만 냉각수를 분사하여 냉각이 이루어질 수 있도록 함으로써, 그 설치 및 배치가 용이하고 중량 및 단가의 측면에서도 유리하게 디스크브레이크 장치의 적절한 냉각을 도모할 수 있도록 한다.

Description

디스크브레이크 냉각장치{disk brake cooling device}

본 발명은 차량에 사용되는 디스크브레이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스크브레이크를 냉각시키기 위한 냉각장치에 관한 기술이다.

차량에 사용되는 디스크브레이크 장치는 운전자가 브레이크페달을 조작하면, 마스터실린더에서 유압을 발생시켜 캘리퍼의 실린더로 공급하고, 상기와 같이 공급된 유압에 의해 피스톤이 움직여서 브레이크패드를 브레이크디스크에 압착시킴에 의해 발생되는 마찰력에 의해 제동력을 얻는 장치이다.

도 1에는 상기한 바와 같은 디스크브레이크 장치에 사용되는 캘리퍼의 일종인 대향형 캘리퍼(고정식 캘리퍼;100)를 도시하고 있는바, 부동형(floating type)과는 달리 브레이크디스크의 양쪽에 실린더(102) 및 피스톤(104)이 구비되어 있고, 캘리퍼(100) 자체는 고정된 상태에서 브레이크디스크의 양쪽에서 상기 피스톤(104)이 움직여서 브레이크패드(106)를 브레이크디스크에 압착시키는 구조를 가지고 있으며, 중량이나 가격의 측면에서 부동형보다 불리하지만 제동성능은 우수하기 때문에 주로 고급 대형 차량에 선호된다.

상기한 바와 같은 디스크브레이크 장치는 상기 피스톤(104)이 브레이크패드(106)를 브레이크디스크에 가압하여 발생되는 마찰력에 의해 상기 브레이크디스크와 브레이크패드(106) 사이에 고온의 열이 발생되는데, 상기와 같은 열은 상기 브레이크디스크를 변형시켜서 저더(judder)를 발생시키는 등의 여러 가지 문제점을 야기한다.

따라서, 종래에는 상기와 같은 브레이크디스크의 열변형을 방지하기 위한 대책으로 주로 브레이크디스크의 열용량을 증대시키는 방법이 사용되었는데, 이는 중량 및 단가의 측면에서 매우 불리한 방법이다. 또한, 라디에이터의 냉각수를 이용하여 냉각을 시키고자 하는 아이디어들이 많이 있지만, 이들은 실질적으로는 자동차의 특성상 그 배치 및 설치가 매우 불리한 문제점을 가지고 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 설치 및 배치가 용이하고 중량 및 단가의 측면에서도 유리하게 디스크브레이크 장치의 적절한 냉각을 도모할 수 있도록 한 디스크브레이크 냉각장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 대향형 캘리퍼의 구조를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 디스크브레이크 냉각장치가 설치된 대향형 캘리퍼의 구조도,

도 3은 도 2의 요부 상세도,

도 4는 도 3의 요부 상세도,

도 5는 본 발명에 따른 디스크브레이크 냉각장치의 작동상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 캘리퍼3; 피스톤

5; 물탱크7; 냉각수유입관

9; 브레이크패드11; 브레이크디스크

13; 물분사로15; 체크밸브

17; 가압피스톤19; 가압스프링

21; 개폐블록23; 리턴스프링

25; 전자석27; 마찰재

29; 백플레이트31; 열전소자

33; 컨트롤러35; 노즐

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 디스크브레이크 냉각장치는 캘리퍼의 피스톤 내부에 구비된 물탱크와;

상기 물탱크에 냉각수를 공급하도록 캘리퍼에 형성된 냉각수유입관과;

상기 물탱크내의 냉각수에 일정한 압력을 형성하는 압력발생수단과;

상기 물탱크로부터 브레이크패드를 관통하여 브레이크디스크에 이르는 물분사로와;

상기 브레이크패드의 온도변화에 따라 상기 물분사로를 개폐하는 개폐수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

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

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 디스크브레이크 냉각장치의 구성을 도시한 것으로서, 캘리퍼(1)의 피스톤(3) 내부에 일체로 구비된 물탱크(5)와, 상기 물탱크(5)에 냉각수를 공급하도록 캘리퍼(1)에 형성된 냉각수유입관(7)과, 상기 물탱크(5)내의 냉각수에 일정한 압력을 형성하는 압력발생수단과, 상기 물탱크(5)로부터 브레이크패드(9)를 관통하여 브레이크디스크(11)에 이르는 물분사로(13)와, 상기 브레이크패드(9)의 온도변화에 따라 상기 물분사로(13)를 개폐하는 개폐수단으로 구성되어 있다.

즉, 본 발명에서는 종래의 라디에이터 냉각수을 이용한 방법과는 달리 캘리퍼의 피스톤(3) 내부에 냉각수를 보충하여 저장할 수 있도록 하고, 이 냉각수를 이용하여 브레이크디스크(11)를 냉각시킬 수 있도록 함으로써, 종래의 배치 및 설치상의 문제점을 해결한 것이다.

상기 냉각수유입관(7)에는 일단 주입된 냉각수는 물탱크 내부의 압력이 상승하여도 역류가 방지되도록 하기 위한 체크밸브(15)를 구비하였다.

본 실시예에서, 상기 압력발생수단은 상기 물탱크(5) 내에 상기 브레이크패드(9)와 평행하게 설치된 가압피스톤(17)과, 상기 가압피스톤(17)을 브레이크패드(9)의 방향으로 탄지하는 가압스프링(19)으로 구성하여, 역시 상기 피스톤(3) 내에 설치됨으로써 컴팩트한 구성이 이루어질 수 있도록 하고 있다.

또한, 상기 개폐수단은 상기 물분사로(13)에 설치되어 상호 대향하는 방향으로 직선 이동함에 의해 상기 물분사로(13)를 개폐할 수 있도록 된 한 쌍의 개폐블록(21)과, 상기 개폐블록(21)을 물분사로(13)를 차단하도록 탄지하는 리턴스프링(23)과, 상기 개폐블록(21)에 자력을 가하여 물분사로(13)를 개방하도록 설치된 전자석(25)과, 브레이크패드(9)의 마찰재(27)와 백플레이트(29) 사이의 온도차에 따라 전기신호를 발생시키는 열전소자(31)와, 상기 열전소자(31)의 신호에 따라 상기 전자석(25)을 제어하는 컨트롤러(33)로 구성되어 있다.

상기 개폐블록(21)은 도시되어 있는 바와 같이 브레이크패드의 백플레이트(29) 부분에 형성된 물분사로(13) 상에 설치되도록 하여 물탱크(5)의 용적을 충분히 확보하는 데에 도움을 주도록 하고, 동시에 브레이크디스크(11)에 보다 가까운 위치에서 냉각수가 분사될 수 있도록 하고 있다.

상기 컨트롤러(33)는 본 실시예에서는 전원을 내장하고 있어서 외부로부터의 전력 공급 없이, 상기 열전소자(31)에서 제공되는 신호에 따라 상기 전자석(25)이 자력을 발생시키도록 제어하도록 되어 있으나, 다른 실시예로서 캘리퍼를 통한 전원의 외부 공급도 가능하다.

상기 열전소자(31)는 도 4에 상세히 도시된 바와 같이 일측이 브레이크패드의 마찰재(27) 측에 접하고 타측은 백플레이트(29)상에 위치하여 양쪽의 온도차에 따라 전기적인 신호를 발생시켜 상기 컨트롤러(33)에 제공할 수 있도록 하고 있다.

한편, 상기 컨트롤러(33)에는 상기 열전소자(31)로부터 제공되는 전기신호에 대하여 상기 전자석(25)을 작동시켜야 하는 상황에 대한 데이터가 미리 저장되어 있다.

또한, 상기 개폐블록(21)의 브레이크디스크쪽에는 냉각수를 분사하기 위한 노즐(35)이 설치되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

차량의 급제동 및 잦은 제동에 의해 브레이크디스크(11)와 브레이크패드(9) 사이에서 많은 열이 발생되면, 상기 브레이크패드(9)의 마찰재(27)와 백플레이트(29) 사이에 온도차가 크게 발생된다.

상기 열전소자(31)는 상기와 같은 온도차에 의해 전기신호를 발생시키게 되는데, 이 전기신호는 상기 컨트롤러(33)에 제공되고, 상기 컨트롤러(33)는 미리 저장되어 있는 데이터와 비교하여 상기 전자석(25)을 작동시켜야 할지를 판단하게 된다.

이는 불필요한 상황, 즉 브레이크디스크(11)와 브레이크패드(9)의 온도가 비교적 높지 않아서 문제가 되지 않는 상황에서는 냉각수의 소모를 억제하여 효율적인 냉각수의 사용으로 냉각수 보충의 회수를 축소하고자 함이다.

상기 컨트롤러(33)는 열전소자(31)로부터 전달된 신호에 의해 냉각이 필요한 상황이라고 판단되면, 상기 전자석(25)에 전원을 인가하여 도 5에 도시된 바와 같이 상기 개폐블록(21)이 리턴스프링(23)의 탄성력을 이기고 벌어지도록 한다.

따라서, 물탱크(5)의 냉각수가 노즐(35)과 물분사로(13)를 통해 브레이크디스크(11)에 분사되어 브레이크디스크(11)와 브레이크패드(9)를 냉각시키게 된다.

물론, 상기 컨트롤러(33)는 상기 분사되는 물의 양을 미리 저장된 데이터에 기초하여 상기 전자석(25)에 전력을 제공하는 시간으로 제어한다. 따라서, 컨트롤러(33)가 전자석(25)에 제공하던 전력을 차단하면, 상기 개폐블록(21)은 상기 리턴스프링(23)의 힘에 의해 상기 물분사로(13)를 폐쇄하게 되어 물탱크(5) 내의 냉각수가 더 이상 누출되지 않도록 한다.

물론, 상기와 같이 소모되는 냉각수는 사용자가 상기 냉각수유입관(7)을 통해 물을 주입하여 보충하면 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 캘리퍼의 피스톤 내에 냉각수를 저장하였다가 냉각이 필요한 시점에서만 냉각수를 분사하여 냉각이 이루어질 수 있도록 함으로써, 그 설치 및 배치가 용이하고 중량 및 단가의 측면에서도 유리하게 디스크브레이크 장치의 적절한 냉각을 도모할 수 있도록 한다.

Claims (5)

1. 캘리퍼의 피스톤 내부에 구비된 물탱크와;

   상기 물탱크에 냉각수를 공급하도록 캘리퍼에 형성된 냉각수유입관과;

   상기 물탱크내의 냉각수에 일정한 압력을 형성하는 압력발생수단과;

   상기 물탱크로부터 브레이크패드를 관통하여 브레이크디스크에 이르는 물분사로와;

   상기 브레이크패드의 온도변화에 따라 상기 물분사로를 개폐하는 개폐수단;

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 디스크브레이크 냉각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉각수유입관에는 냉각수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브가 더 설치된 것을 특징으로 하는 디스크브레이크 냉각장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 압력발생수단은

   상기 물탱크 내에 상기 브레이크패드와 평행하게 설치된 가압피스톤과;

   상기 가압피스톤을 브레이크패드의 방향으로 탄지하는 가압스프링;

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 디스크브레이크 냉각장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 개폐수단은

   상기 물분사로에 설치되어 상호 대향하는 방향으로 직선 이동함에 의해 상기 물분사로를 개폐할 수 있도록 된 한 쌍의 개폐블록과;

   상기 개폐블록을 물분사로를 차단하도록 탄지하는 리턴스프링과;

   상기 개폐블록에 자력을 가하여 물분사로를 개방하도록 설치된 전자석과;

   브레이크패드의 마찰재와 백플레이트 사이의 온도차에 따라 전기신호를 발생시키는 열전소자와;

   상기 열전소자의 신호에 따라 상기 전자석을 제어하는 컨트롤러;

   로 구성된 것을 특징으로 하는 디스크브레이크 냉각장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 개폐블록의 브레이크디스크쪽에는 냉각수를 분사하기 위한 노즐이 설치된 것을 특징으로 하는 디스크브레이크 냉각장치.