KR100489380B1 - 차량용 드럼 브레이크 - Google Patents

Abstract

차량용 드럼 브레이크는 보강 및 방열목적으로 드럼의 원주부에 형성된 리브에 상기 드럼으로부터 반경방향으로 이격되어 패킹 홈이 형성되고, 상기 리브가 상기 드럼과 패킹 홈 사이에 상기 드럼의 전둘레에 걸쳐 반경방향으로 동일 두께로 확장되어 형성되며, 상기 드럼의 무게가 커져 역효과가 생기지 않도록 상기 패킹 홈이 형성되지 않은 리브의 일부위가 테이퍼지기 때문에 제동시 드럼에 생기는 마찰열이 상기 리브의 확장부위로 균일하게 전도되어 방열되고, 슈에 의해 드럼에 작용되는 응력이 상기 리브의 확장부위로 고르게 분산되어 상기 슈와 마찰되는 드럼의 마찰부위의 변형이 균일하다.

Description

차량용 드럼 브레이크{Drum-Break of Automobile}

본 발명은 차량용 드럼 브레이크에 관한 것으로서, 특히 슈와 마찰되는 드럼의 마찰부위의 편마모를 방지할 수 있도록 리브의 구조가 개선된 차량용 드럼 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 브레이크는 바퀴에 마찰력을 부여하여 바퀴의 회전력을 열 에너지로 바꾼 후 대기로 방출함으로써 바퀴의 회전 속도를 감속 또는 정지시킴과 아울러 주차상태를 유지시키는 장치로서, 조작력을 전달하는 방법에 따라 로드나 와이어를 이용하는 기계식과 유입식, 공기식으로 구별되며, 제동력을 발생시키는 브레이크의 본체를 구조적으로 나누면 드럼식과 디스크식이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 유압식 드럼 브레이크의 사시도이다.

종래 기술에 따른 차량용 유압식 드럼 브레이크는 캡형으로 형성되어 바퀴를 지지하는 허브에 볼트 결합되어 바퀴와 일체로 회전되는 드럼(2)과, 상기 드럼(2)의 내부에 반경방향으로 확장 가능하게 설치된 한 쌍의 슈(4)와, 상기 드럼(2)을 덮도록 차체에 고정되어 상기 한 쌍의 슈(4)를 지지하는 백 플레이트(6)와, 상기 한 쌍의 슈(4) 사이에 위치되도록 상기 백 플레이트(6)에 설치되어 제동시 유압력을 공급받으면 상기 한 쌍의 슈(4)를 각각 상기 드럼(2)의 내주면에 압착시키는 휠 실린더(8)와, 상기 한 쌍의 슈(4) 사이에 설치되어 상기 휠 실린더(8)의 유압력 해제시 상기 한 쌍의 슈(4)를 제위치로 복귀시키는 리턴 스프링(10) 등으로 이루어진다.

여기서, 상기 한 쌍의 슈(4)는 제동시 상기 드럼(2)의 내주면에 밀착될 수 있도록 각각 아크형으로 형성되어 상기 드럼(2)과 마주보는 외측면에 상기 드럼(2)과 마찰력을 증대시키는 라이닝(3)이 부착되며, 서로 대향되는 한 쌍의 슈(4)의 일단이 상기 휠 실린더(8)를 통해 서로 연결되고, 서로 대향되는 한 쌍의 슈(4)의 타단이 상기 한 쌍의 슈(4)를 백 플레이트(6)에 결합시키는 앵커 핀(12)을 통해 서로 연결된다.

상기와 같이 구성된 유압식 드럼 브레이크는 상기 휠 실린더(8)가 유압력에 의해 상기 한 쌍의 슈(4)를 각각 상기 드럼(2)의 내주면에 압착시키면, 상기 드럼(2)과 상기 라이닝(3)의 마찰에 의해 상기 드럼(2)에 제동력을 발생시킴으로써 제동작용을 행한다. 그리고, 상기 휠 실린더(8)의 유압력이 해제되면, 리턴 스프링(10)의 탄성력에 의해 상기 한 쌍의 슈(4)를 제위치로 복귀시킴으로써 바퀴의 제동작용을 해제한다.

한편, 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 드럼(2)의 외주면에는 전둘레에 리브(14)가 반경방향으로 돌출 형성되어, 상기 드럼(2)이 상기 라이닝(3)과의 마찰시 발생되는 마찰열에 의해 열변형되지 않도록 방열작용을 행함과 아울러 상기 드럼(2)이 상기 라이닝(3)이 반경방향으로 압착되는 힘에 의해 변형되지 않도록 보강시킨다.

여기서, 상기 리브(14)에는 상기 드럼(2)의 끝단측 일단에 링형의 패킹(16)이 상기 드럼(2)의 축방향으로 삽입되어 상기 드럼(2)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 패킹용 홈(14a)이 형성되어 있다.

그러나, 종래 기술은 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 리브(14)의 반경방향 두께가 상기 패킹용 홈(14a)으로 인해 상기 드럼(2)의 전둘레에 걸쳐 일정하지 않기 때문에 제동시 상기 드럼(2)이 라이닝과 마찰되는 마찰부위(A)의 온도 분포가 불균일하고, 상기 라이닝이 압착되는 힘에 의한 응력이 국부적으로 집중되므로 시간이 지남에 따라 상기 드럼(2)이 편마모됨으로써 상기 드럼(2)과 라이닝의 마찰면적이 감소되어 브레이크 저덜현상이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제동시 마찰열에 의해 드럼의 마찰부위가 국부적으로 열변형되어 편마모되는 것을 방지할 수 있는 차량용 드럼 브레이크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 드럼 브레이크는 바퀴와 일체로 회전되도록 결합된 드럼과, 상기 드럼의 내부에 반경방향으로 확장 가능하게 설치된 슈와, 차체에 고정되어 상기 슈를 지지하는 백 플레이트와, 상기 백 플레이트에 설치되어 상기 슈와 드럼의 마찰력에 의해 바퀴가 제동되도록 제동시 상기 슈를 드럼의 내주면에 압착시키는 휠 실린더와, 상기 드럼의 외주면에 형성되어 상기 드럼을 보강 및 냉각하며 상기 드럼의 끝단측 일단에 패킹이 삽입되는 패킹 홈이 형성된 리브로 구성되고;

상기 리브의 패킹 홈은 상기 슈와 마찰되는 드럼의 마찰부위의 열변형이 균일하도록 상기 드럼으로부터 반경방향으로 이격되어 형성되고, 상기 리브는 드럼과 패킹 홈의 이격거리만큼 반경방향으로 확장된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 차량용 드럼 브레이크는 바퀴와 일체로 회전되도록 결합된 드럼(52)과, 상기 드럼(52)의 내부에 반경방향으로 확장 가능하게 설치된 슈(54)와, 차체에 고정되어 상기 슈(54)를 지지하는 백 플레이트(56)와, 상기 백 플레이트(56)에 설치되어 상기 슈(54)와 드럼(52)의 마찰력에 의해 바퀴가 제동되도록 제동시 유압력을 공급받아 상기 슈(54)를 드럼(52)의 내주면에 압착시키는 휠 실린더(58)를 포함하여 구성된다.

상기 드럼(52)은 차축의 끝단에 고정되어 바퀴와 일체로 회전되도록 결합된 허브(미도시)의 뒤쪽에 볼트 결합되고 중앙에 상기 차축이 관통되는 관통홀(h)이 형성된 원판부(52a)와, 상기 원판부(52a)의 외주단에서 상기 슈(54)를 향해 수직하게 절곡된 형상으로 형성되어 상기 슈(54)와 마찰되는 원주부(52b)로 이루어진 캡형으로 형성된다.

여기서, 상기 드럼(52)의 원판부(52a)는 외주단이 상기 슈(54)를 향해 일정 각도 절곡된 형상으로 경사지게 형성된다.

상기 슈(54)는 상기 드럼(52)의 원주부(52b)와 동일 곡률을 갖는 아크형으로 형성되어 상기 드럼(52)의 내부에서 반경방향으로 이격된 한 쌍으로 이루어지고, 한 쌍의 슈(54) 사이에는 제동 후 상기 슈(54)를 제위치로 복귀시키는 리턴 스프링(60)이 설치된다.

한편, 상기 드럼(52)의 원주부(52b) 외주면에는 상기 슈(54)와의 마찰시 상기 슈(54)가 반경방향으로 압착되는 힘에 의해 변형되지 않도록 상기 드럼(52)을 보강함과 아울러 상기 슈(54)와의 마찰시 발생되는 마찰열을 방열시키는 리브(64)가 전둘레에 일체로 형성되고, 상기 리브(64)에는 상기 드럼(52)의 원주부(52v) 끝단 측 일단에 상기 드럼(52)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 링형의 패킹(66)이 상기 드럼(52)의 축방향으로 삽입되는 패킹 홈(64a)이 형성된다.

특히, 상기 드럼(52)의 원주부(52b)가 상기 슈(54)에 의한 응력 및 마찰열에 의해 변형되되, 균일하게 변형되도록 상기 리브(64)에는 상기 패킹 홈(64a)이 상기 드럼(52)의 원주부(52b)로부터 반경방향으로 일정 거리 이격되어 형성되고, 상기 리브(64)는 상기 드럼(52)의 원주부(52b)와 리브(64)의 패킹 홈(64a)의 이격거리만큼 확장된다.

또한, 상기 리브(64)의 확장된 부위(64b)만큼 드럼(52)이 무거워지면 바퀴에 걸리는 부하가 증가하여 바퀴의 구동 토크가 커지는 등의 역효과가 발생되는 바, 상기 드럼(52)의 원주부(52b)가 상기 슈(54)에 의한 응력 및 마찰열에 의해 균일하게 변형되는 범위 내에서 상기 리브(64)의 무게가 최소가 될 수 있도록 상기 리브(64)는 상기 드럼(52)의 원주부(52b) 끝단측 일단과 축방향으로 대향되는 타단이 축방향으로 테이퍼(64c) 진 형상으로 형성된다.

여기서, 상기 드럼의 원주부 측 리브(64)가 상기 드럼(52)의 원주부(52b)의 전둘레에 걸쳐 반경방향으로 동일 두께로 형성되어야만 상기 드럼(52)의 원주부(52b)가 균일하게 변형될 수 있으므로, 상기 리브(64)의 테이퍼(64c)는 원의 중심(a)으로부터 상기 리브(64)의 패킹 홈(64a)과 동일한 반경지점(b)에서 상기 리브(64)의 외주단(c)까지 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

휠 실린더(58)에 유압력이 공급되어 상기 휠 실린더(58)가 슈(54)를 상기 드럼(52)의 원주부(52b) 내주면에 밀착시키면, 바퀴와 함께 회전되는 드럼(52)의 회전력이 상기 슈(54)와의 마찰로 인해 열에너지로 소산되어 바퀴의 제동작용이 이루어진다.

여기서, 상기 드럼(52)의 원주부(52b)는 리브(64)의 확장부위(64b)가 전둘레에 걸쳐 반경방향으로 동일두께로 형성되기 때문에 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 슈(54)와 드럼(52)의 마찰시 발생되는 열에너지, 즉 마찰열이 상기 리브(64)의 확장부위(64b)로 균일하게 전도되어 자연대류에 의해 방열되고, 상기 슈(54)에 의한 응력이 상기 리브(64)의 확장부위(64b)로 고르게 분산된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 드럼 브레이크는 보강 및 방열목적으로 드럼의 원주부에 형성된 리브에 상기 드럼으로부터 반경방향으로 이격되어 패킹 홈이 형성되고, 상기 리브가 상기 드럼과 패킹 홈 사이에 상기 드럼의 전둘레에 걸쳐 반경방향으로 동일 두께로 확장되어 형성되며, 상기 드럼의 무게가 커져 역효과가 생기지 않도록 상기 패킹 홈이 형성되지 않은 리브의 일부위가 테이퍼지기 때문에 제동시 드럼에 생기는 마찰열이 상기 리브의 확장부위로 균일하게 전도되어 방열되고, 슈에 의해 드럼에 작용되는 응력이 상기 리브의 확장부위로 고르게 분산되어 상기 슈와 마찰되는 드럼의 마찰부위의 변형이 균일하므로 상기 드럼의 편마모로 인한 브레이크 저덜현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 드럼 브레이크의 평면도,

도 2a는 종래 기술에 따른 드럼의 측단면도,

도 2b는 종래 기술에 따른 드럼의 온도분포가 도시된 도면,

도 3은 본 발명에 따른 드럼 브레이크의 평면도,

도 4a는 본 발명에 따른 드럼의 측단면도,

도 4b는 본 발명에 따른 드럼의 온도분포가 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 드럼 54 : 슈

56 : 백 플레이트 58 : 휠 실린더

60 : 리턴 스프링 64 : 리브

64a : 패킹 홈 64b : 리브의 확장부위

64c : 테이퍼

Claims (3)

1. 바퀴와 일체로 회전되도록 결합된 드럼과, 상기 드럼의 내부에 반경방향으로 확장 가능하게 설치된 슈와, 차체에 고정되어 상기 슈를 지지하는 백 플레이트와, 상기 백 플레이트에 설치되어 상기 슈와 드럼의 마찰력에 의해 바퀴가 제동되도록 제동시 상기 슈를 드럼의 내주면에 압착시키는 휠 실린더와, 상기 드럼의 외주면에 형성되어 상기 드럼을 보강 및 냉각하며 상기 드럼의 끝단측 일단에 패킹이 삽입되는 패킹 홈이 형성된 리브로 구성되고;

   상기 리브의 패킹 홈은 상기 슈와 마찰되는 드럼의 마찰부위의 열변형이 균일하도록 상기 드럼으로부터 반경방향으로 이격되어 형성되고, 상기 리브는 드럼과 패킹 홈의 이격거리만큼 반경방향으로 확장된 것을 특징으로 하는 차량용 드럼 브레이크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 리브는 상기 슈와 마찰되는 드럼의 마찰부위의 열변형을 균일하게 하되, 무게가 최소가 되도록 상기 드럼의 끝단측 일단과 축방향으로 대항되는 타단이 테이퍼 진 것을 특징으로 하는 차량용 드럼 브레이크.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 리브의 테이퍼는 상기 패킹 홈과 동일한 반경지점에서 상기 리브의 외주단까지 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 드럼 브레이크.