KR100475964B1 - 드럼식 브레이크의 브레이크 드럼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 브레이크 드럼의 외부에 공기 유입로를 형성하여 드럼 내부로 유입된 공기를 통해 드럼 내부의 이물질을 외부로 방출하는 브레이크 드럼에 관한 것이다. 본 발명은 차량용 드럼식 브레이크에 있어서, 적어도 하나의 공기 유입구를 형성하는 적어도 하나의 내벽을 갖는 드럼 본체, 일면이 상기 적어도 하나의 내벽에 연결되어 차량의 주행 속도에 따른 상기 드럼 본체 외부의 공기 저항 크기에 따라 상기 적어도 하나의 유입구의 개방/폐쇄를 조절하는 덮개부, 및, 상기 덮개부의 타단으로부터 일체형으로 경사지게 연장되어 상기 드럼 본체의 내부에 잔류하는 이물질을 외부로 방출하기 위해, 상기 적어도 하나의 공기 유입구를 통하여 상기 본체의 외부로부터 내부로 유입되는 공기를 안내하는 가이드부를 포함한다.

Description

드럼식 브레이크의 브레이크 드럼{Brake drum}

본 발명은 차량의 브레이크 드럼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 드럼의 외부에 공기 유입로를 형성하여 드럼 내부로 유입된 공기를 통해 드럼 내부의 이물질을 외부로 방출하는 브레이크 드럼에 관한 것이다.

일반적으로, 드럼식 브레이크는 휠 실린더, 브레이크 슈 및 이들에 조립되는 백플레이트와 드럼으로 구성되며, 브레이크 슈에 라이닝이 일체로 결합되어 제동시 라이닝과 드럼의 마찰작용에 의하여 제동력이 발생한다. 즉 자동차의 주행시 드럼이 바퀴와 함께 회전하다가 제동을 하면 휠 실린더가 브레이크 슈를 외향으로 확장시키면서 라이닝이 드럼의 내면에 밀착되며, 이 때 운동에너지가 열에너지로 바뀌면서 제동이 되는 것이다. 그리고 이 과정에서 브레이크 슈의 찌꺼기가 발생하여 드럼에 누적되고, 이 찌꺼기는 브레이크의 제동력을 저하시키고, 브레이크의 이상 소음을 발생시키며, 마찰열에 의하여 드럼의 온도가 상승하게 되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 드럼에 압축기(compressor)에서 발생시킨 압축공기를 드럼에 공급하여 드럼에 잔류하는 찌꺼기를 제거하는 장치가 고안되었으나, 압축공기를 생성할 수 있는 압축기를 승용차와 같은 소형차량에는 설치가 불편한 문제점이 있고, 또한, 압축기 설치에 따른 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 드럼식 브레이크를 사용하는 차량에 압축공기를 발생하기 위한 압축 시스템 없이 차량의 주행시 드럼의 내부로 공기를 유입하여 드럼 내부의 이물질을 제거하고, 브레이크 드럼의 방열이 원활하게 이루어질 수 있는 공기 가이드를 가진 브레이크 드럼을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 상기 공기 가이드가, 상기 차량이 소정 속도에 도달하지 않을 경우에는 상기 공기 유입구를 폐쇄하도록 함으로써 상기 공기 유입구를 통해 이물질이 상기 브레이크 드럼 내부로 역 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것을 또다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량용 드럼식 브레이크에 있어서, 적어도 하나의 공기 유입구를 형성하는 적어도 하나의 내벽을 갖는 드럼 본체, 일면이 상기 적어도 하나의 공기 유입구의 내벽에 연결되어 차량의 주행 속도에 따른 상기 드럼 본체 외부의 공기 저항 크기에 따라 상기 적어도 하나의 유입구의 개방/폐쇄를 조절하는 덮개부, 및, 상기 덮개부의 타단으로부터 일체형으로 경사지게 연장되어 상기 드럼 본체의 내부에 잔류하는 이물질을 외부로 방출하기 위해, 상기 적어도 하나의 공기 유입구를 통하여 상기 본체의 외부로부터 내부로 유입되는 공기를 안내하는 가이드부를 포함한다.또한, 본 발명은 상기 덮개부가 소정 범위 이상 개방되는 것을 방지하기 위한 지지대를 더 포함한다.

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

도 1은 본 발명에 따른 공기 가이드를 가진 브레이크 드럼의 구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 브레이크 드럼에 공기 가이드를 설치한 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 공기 가이드를 가진 브레이크 드럼의 구조를 나타낸 일부 단면도이다. 도 1 내지 도 3에서, 차량용 드럼식 브레이크의 드럼(100)에 있어서, 상기 드럼 본체(100)는 외부면에 공기 유입로(120)가 형성되고, 상기 공기 유입로(120)의 단부에 상기 드럼 본체(100)의 외부와 내부를 연통하는 공기 유입구(122)가 소정의 내벽(121)을 갖도록 형성되며, 상기 공기 유입구(122)로 유입되는 공기의 양을 조절하기 위해 개폐될 수 있는 소정의 덮개부(202)와 상기 드럼 본체(100)의 외부로부터의 공기 저항에 의해 상기 덮개부(202)를 개방시킬 수 있도록 상기 덮개부(202)에 일체로 연장되어 형성되는 소정의 가이드부(201)를 포함하는 공기 가이드(200)와 상기 공기 가이드(200)를 지지하는 공기 가이드 지지대(300)를 구비한다.

상기 공기 유입로(120)는 테이퍼 형상으로 상기 드럼(100)의 외면에 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 드럼(100)의 회전시 드럼 내부로 공기의 원활한 유입을 위한 경로를 제공한다. 또한, 상기 공기 유입로(120)의 일측면에 상기 공기 가이드(200)를 삽입하기 위한 삽입홈(124)이 형성된다.

상기 공기 유입구(122)는 상기 공기 유입로(120)의 일측 단부에 천공되며, 상기 드럼(100)의 외부와 내부를 연통하여 드럼의 회전시 공기가 유입될 수 있도록 소정의 내벽(121)을 형성하고, 드럼(100)의 강성을 저하시키지 않는 범위 내에서 그 크기와 모양을 적절히 설계하여 형성하는 것이 바람직하다.

상기 공기 가이드(200)는 상기 공기유입로(120)에 형성된 삽입홈(124)에 일측이 삽입되어 설치되며, 상기 드럼(100)이 시계방향으로 회전하면 드럼 내부로 유입되는 공기의 양을 조절한다. 도 4 는 공기 가이드 형상을 나타낸 사시도이다. 도 4에서, 상기 공기 가이드(200)의 형상은 "L"자 형상으로 공기의 저항에 따라 상하방향으로 휨이 가능하다. 상기 공기 가이드(200)는 탄성력, 복원력, 및 내구성이 좋은 스프링강이 바람직하며, 상기 공기 가이드(200)의 두께는 차량이 정지 또는 30Km/h 이내의 속도로 주행중에는 휨이 발생하지 않도록 하기 수학식을 통해 결정한다. 유체 속에 물체를 놓았을 경우 유동 유체에 의하여 물체에 가해지는 유동 속도에 평행한 방향의 힘을 항력(drag force)이라 하고, 상기 항력은 하기식에 의하여 구한다.

이때, D = 항력, C_D = 항력계수, r = 유체의 비중량, A = 물체의 투영면적, g = 중력가속도, V = 유체의 유동속도이다.

또한, 상기 항력과 수직한 방향의 힘을 양력(lift force)이라고 하고, 상기 양력은 하기식에 의하여 구한다.

이때, L = 양력, C_L = 양력계수, r = 유체의 비중량, A = 물체의 투영면적, g = 중력가속도, V = 유체의 유동속도이다.

상기 두 힘의 합력을 q라 하고 상기 q를 하기식에 의하여 구한다.

이다.

또한, 공기 하중을 일정하게 공기 가이드(200)에서 받는다고 가정하여 상기 공기 가이드(200)의 꺽임량을 이용하여 유체의 힘 q를 하기식에 의하여 구한다.

이때, E = 탄성계수, L = 공기 가이드 길이, b = 공기 가이드 넓이, h = 공기 가이드 두께, δ= 공기 저항에 대한 꺽임양이다.

따라서, 상기 수학식 3과 수학식 4를 이용하여 공기 가이드의 두께(h)는 하기식에 의하여 구한다.

다음은 공기 가이드를 가진 브레이크 드럼의 동작을 설명하면 다음과 같다.

차량이 정지 또는 30Km/h이하의 속도로 주행할 경우 공기 가이드(200)는 공기 유입구(122)를 통해 드럼(100) 내부로 이물질이 들어갈 수 없도록 상기 공기 유입구(122)를 막고 있다.

한편, 차량이 30Km/h이상의 속도로 주행할 경우 드럼(100)이 시계방향으로 회전하면, 공기 가이드(200)에 소정의 공기 저항이 발생되고, 정지 또는 저속 주행시 상기 공기 유입구(122)를 막고 있는 공기 가이드(200)가 상기 차량이 소정 속도에 도달함에 따라 상기 드럼 본체(100)의 회전에 의한 공기 저항이 소정 크기 이상으로 증가하면 상기 공기 가이드(200)의 덮개부(202)가 개방되어 공기 유입구(122)를 통해 드럼 본체(100) 내부로 공기를 유입시킨다. 이에 의해, 외부에서 강압적으로 들어온 공기는 드럼(100) 내부의 압력을 상승시키고, 상승된 공기압은 소정의 브레이크 플레이트와 드럼 사이를 통하여 이물질을 대기로 방출시킨다.

상기한 바와 같이 본 발명은 별도의 압축시스템 설치없이 차량의 주행시 드럼의 내부로 공기를 유입하여 드럼 내부의 이물질을 제거하고, 브레이크 드럼의 방열이 원활하게 이루어지는 효과가 있으며, 브레이크 작동시 이물질에 의한 소음발생을 차단하는 효과 있다. 또한, 드럼의 원활한 방열작용으로 과열로 인한 브레이크 제동능력의 상실을 방지하는 효과가 있다.또한, 본 발명은 차량이 소정 속도에 도달하지 않으면 공기 유입구를 통해 이물질이 상기 브레이크 드럼 내부로 역 유입되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 공기 유입구를 설치함으로써 오히려 발생할 수 있는 외부 이물질에 의한 드럼 내부의 오염을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 공기 가이드를 가진 브레이크 드럼의 구조를 나타낸 사시도.

도 2 는 도 1의 브레이크 드럼에 공기 가이드를 설치한 상태를 나타낸 사시도.

도 3 은 도 2의 공기 가이드를 가진 브레이크 드럼의 구조를 나타낸 일부 단면도.

도 4 는 도 2의 공기 가이드 형상을 나타낸 사시도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

100 : 브레이크 드럼 120 : 공기 유입로

122 : 공기 유입구 124 : 삽입홈

200 : 공기 가이드 300 : 공기 가이드 지지대

Claims (2)

1. 차량용 드럼식 브레이크에 있어서,

   적어도 하나의 공기 유입구를 형성하는 적어도 하나의 내벽을 갖는 드럼 본체;

   일면이 상기 적어도 하나의 공기 유입구의 내벽에 연결되어 차량의 주행 속도에 따른 상기 드럼 본체 외부의 공기 저항 크기에 따라 상기 적어도 하나의 유입구의 개방/폐쇄를 조절하는 덮개부; 및,

   상기 덮개부의 타단으로부터 일체형으로 경사지게 연장되어 상기 드럼 본체의 내부에 잔류하는 이물질을 외부로 방출하기 위해, 상기 적어도 하나의 공기 유입구를 통하여 상기 본체의 외부로부터 내부로 유입되는 공기를 안내하는 가이드부; 를 포함하는 드럼식 브레이크의 브레이크 드럼.
2. 제 1항에 있어서, 상기 덮개부가 소정 범위 이상 개방되는 것을 방지하기 위한 지지대를 더 포함하는 드럼식 브레이크의 브레이크 드럼.