KR100529772B1

KR100529772B1 - Enforce air circulation cooling type brake in vehicle

Info

Publication number: KR100529772B1
Application number: KR10-2004-0026609A
Authority: KR
Inventors: 송준영
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2004-04-19
Filing date: 2004-04-19
Publication date: 2005-11-17
Also published as: KR20050101399A

Abstract

본 발명은 강제 공기 순환 냉각 타입 차량용 브레이크에 관한 것으로, 브레이크디스크의 내부에서 발생되는 회전을 이용해 외부 공기를 내부로 유입시켜 디스크 냉각 성능을 더욱 향상할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.The present invention relates to a forced air circulation cooling type vehicle brake, and an object thereof is to further improve disc cooling performance by introducing external air into the inside by using a rotation generated inside the brake disc.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크페달의 조작에 따른 부스터와 마스터실린더로부터 발생된 유압을 공급받아 작동되는 캘리퍼(8)와, 차륜의 휠과 함께 회전되어 제동시 캘리퍼(8)내 구비된 패드와 마찰력을 발생해 휠을 정지시키는 브레이크디스크(1) 및 상기 브레이크디스크(1)내에 구비되어 외부 공기를 강제 유입시켜 디스크(1) 내부로 순환시켜 디스크(1)를 냉각시켜주는 냉각터빈으로 이루어진 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object, the caliper (8) is operated by receiving the hydraulic pressure generated from the booster and the master cylinder according to the operation of the brake pedal, and the caliper (8) when rotated together with the wheel of the wheel brake The brake disc 1 and the brake disc 1 which generate frictional force with the pad provided therein and are provided in the brake disc 1 to circulate the inside of the disc 1 by forcibly introducing outside air to cool the disc 1. Characterized in consisting of a cooling turbine.

Description

Forced air circulation cooling type brake in vehicle

본 발명은 차량용 브레이크 디스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스크내부로 외부 공기를 유입할 수 있도록 된 강제 공기 순환 냉각 타입 차량용 브레이크에 관한 것이다.The present invention relates to a brake disc for a vehicle, and more particularly, to a forced air circulation cooling type vehicle brake that is capable of introducing external air into the disc.

일반적으로 차량의 제동장치(Brake System)는 주행하는 차량을 감속 또는 정지시키는 작용을 하는데 이는, 브레이크페달의 조작에 의해 발생된 유압을 매개로 제동시키도록 된 유압식 브레이크나, 대형자동차등 큰 제동력을 필요로 하는 경우에 사용하도록 된 배력식 브레이크 또는 압축공기의 압력을 이용해 제동력을 발생시키도록 된 공기브레이크로 등으로 크게 분류된다.In general, a brake system of a vehicle decelerates or stops a traveling vehicle, which is used to apply a large braking force such as a hydraulic brake or a large vehicle to brake the hydraulic pressure generated by the operation of the brake pedal. It is largely classified into a hydraulic brake, which is intended to be used when needed, or an air brake, which is configured to generate a braking force using the pressure of compressed air.

이와 같은 유압식 브레이크 중 캘리퍼 타입 브레이크는 차륜의 휠과 일체가 되어 회전하는 브레이크디스크를 유압을 이용해 양쪽에서 잡아 제동하는 패드장치를 갖는 캘리퍼를 이용해 제동하는 것으로, 이에 따라 브레이크를 작동시키면 캘리퍼는 유압을 매개로 패드를 통해 차륜의 휠과 함께 회전되는 디스크를 가압해 정지시켜 제동작용을 발생하는데 이때, 브레이크디스크는 캘리퍼에 의한 제동 압력이 가해질 때 제동 압력에 의해 패드와의 마찰로 인해 브레이크디스크의 회전이 멈출 때까지 진동이 발생됨과 더불어 브레이크디스크가 고온(디스크는 약 200℃ ~ 400℃로 상승됨)이 발생되는 현상이 있게 된다.Among these hydraulic brakes, the caliper type brake is integrated with the wheel of the wheel and brakes by using a caliper having a pad device that brakes the rotating brake disc by using hydraulic pressure on both sides. As a result, a brake is generated by pressing and stopping the disk rotated together with the wheel of the wheel through the pad, and the brake disk rotates due to the friction with the pad by the braking pressure when the brake pressure is applied by the caliper. Vibration is generated until this stop and the brake disc has a high temperature (the disc is raised to about 200 ° C to 400 ° C).

이로 인해, 상기 브레이크디스크는 제동시 캘리퍼의 패드와 마찰에 의한 마찰열을 대기로 효과적으로 방출하도록 그 테두리를 따라 일정 간격으로 다수개의 에어벤트홀을 형성시킨 벤틸레이트형 디스크를 사용하게 된다.For this reason, the brake disc uses a ventilated disc in which a plurality of air vent holes are formed at regular intervals along its rim so as to effectively release frictional heat due to friction with the caliper pad during braking.

그러나, 이와 같은 벤틸레이트형 디스크는 비록 에어벤트홀을 형성되지 않은 경우에 비해 냉각효과가 다소 향상되지만, 반복적으로 이루어지는 제동시 패드와 디스크간에 발생된 고온의 마찰열을 보다 효과적으로 방출하면서 디스크내 열의 축적이 발생되지 않도록 하는 데에는 한계가 있게 되고, 이에 따라 과도한 제동시 디스크에 축적된 열이 패드와 디스크간의 마찰력을 급격히 감소시켜 정상적으로 제동이 이루어지지 않는 페이드 현상이 있게 된다.However, such a ventilated disk has a slightly improved cooling effect compared to the case where no air vent hole is formed, but the accumulation of heat in the disk is more effective in releasing high-temperature frictional heat generated between the pad and the disk during repeated braking. There is a limit to preventing this from occurring, and thus, there is a fade phenomenon in which heat accumulated in the disk during excessive braking rapidly reduces the friction between the pad and the disk, so that braking is not normally performed.

또한, 제동시 디스크에 열이 축적되면 급 제동시에는 휠의 회전속도가 줄어듦에 따라 디스크의 가열 현상이 극도로 증가하는데 반해, 디스크의 회전은 감소하거나 멈추므로 디스크 내부로 유입되는 외부 공기 량이 급격히 줄어들어 에어벤트홀을 통한 냉각 성능도 거의 발생되지 않는 현상이 있게 된다.In addition, if heat accumulates in the disc during braking, the heating phenomenon of the disc is extremely increased as the rotational speed of the wheel decreases during rapid braking, while the amount of external air flowing into the disc rapidly decreases because the disc rotation is reduced or stopped. As a result, the cooling performance through the air vent hole is hardly generated.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 브레이크디스크의 내부에서 발생되는 회전을 이용해 외부 공기를 내부로 유입시켜 디스크 냉각 성능을 더욱 향상할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to allow external air to flow into the inside by using a rotation generated inside the brake disc to further improve the disc cooling performance.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크페달의 조작에 따른 부스터와 마스터실린더로부터 발생된 유압을 공급받아 작동되는 캘리퍼와, 차륜의 휠과 함께 회전되어 제동시 캘리퍼내 구비된 패드와 마찰력을 발생해 휠을 정지시키는 브레이크디스크 및 상기 브레이크디스크내에 구비되어 휠과 디스크가 고정된 허브와 함께 회전되면서 디스크 내부로 외부 공기를 강제 유입해 순환시켜주는 냉각터빈으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the caliper which is operated by receiving the hydraulic pressure generated from the booster and the master cylinder according to the operation of the brake pedal, and the pad and the frictional force provided in the caliper when rotating with the wheel of the wheel brake It is characterized in that the brake disk is provided to stop the wheel and the cooling disk is provided in the brake disk and the wheel and the disk is rotated with the fixed hub while forcibly introducing the outside air into the disk to circulate.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따라 캘리퍼가 강제 공기 순환 타입 브레이크 디스크에 장착된 상태도를 도시한 것인바, 본 발명은 브레이크페달의 조작에 따른 부스터와 마스터실린더로부터 발생된 유압을 공급받아 작동되는 캘리퍼(8)와, 차륜의 휠과 함께 회전되어 제동시 캘리퍼(8)내 구비된 패드와 마찰력을 발생해 휠을 정지시키는 브레이크디스크(1) 및 상기 브레이크디스크(1)내에 구비되어 외부 공기를 강제 유입시켜 디스크(1) 내부로 순환시켜 디스크(1)를 냉각시켜주는 냉각터빈으로 이루어진다.Figure 1 shows a state in which the caliper is mounted on the forced air circulation type brake disk according to the present invention, the present invention is a caliper (8) operated by receiving the hydraulic pressure generated from the booster and the master cylinder according to the operation of the brake pedal And a brake disc (1) and a brake disc (1) for stopping the wheel by generating a frictional force with the pad provided in the caliper (8) when the wheel is rotated together with the wheel of the wheel to forcibly introduce external air. It consists of a cooling turbine which circulates inside the disk 1 to cool the disk 1.

그리고, 상기 냉각터빈은 브레이크디스크(1)의 프론트플레이트(2)와 백플레이트(3)의 내부 공간으로 외부 공기를 유입시키기 위한 통로를 형성하는 유입홀(5)을 일정 간격으로 형성시키도록 상기 플레이트(2,3)에 형성된 다수의 스테이터(4)와, 상기 브레이크디스크(1)가 고정되어 차륜의 휠과 함께 회전시키는 허브(6)에 의해 브레이크디스크(1)내부에서 자유 회전되는 로터(7)로 이루어지게 된다.In addition, the cooling turbine is formed at regular intervals to form an inlet hole (5) forming a passage for introducing external air into the inner space of the front plate (2) and the back plate (3) of the brake disc (1). A rotor freely rotated inside the brake disc 1 by a plurality of stators 4 formed on the plates 2 and 3 and a hub 6 to which the brake disc 1 is fixed and rotates together with the wheels of the wheels. 7) will be made.

여기서, 상기 냉각터빈을 이루도록 브레이크디스크(1)의 프론트플레이트(2)와 백플레이트(3)의 내부에 형성된 스테이터(4)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터(4)사이에서 일정 간격으로 형성된 유입홀(5)을 통해 외부 공기의 유입이 원활하도록 회전 방향으로 소정각도를 갖는 스테이터경사각(a)으로 경사지면서 호 형상을 이루게 됨은 물론이다.Here, the stator 4 formed in the front plate 2 and the back plate 3 of the brake disc 1 to form the cooling turbine is a predetermined distance between the stator 4, as shown in FIG. Through the inlet hole (5) formed in the inclined to the stator inclination angle (a) having a predetermined angle in the rotational direction to facilitate the inflow of external air to form an arc of course.

또한, 상기 냉각터빈을 이루도록 허브(6)에 베어링을 매개로 고정되어 회전되는 로터(7)는 회전 반대 방향으로 벌어지도록 로터경사각(b)을 형성하면서 로터(7)의 선단부위를 회전 방향으로 소정각도를 갖는 로터선단경사각(c)으로 경사지게 됨은 물론이다. In addition, the rotor 7 fixed and rotated by the bearing to the hub 6 so as to form the cooling turbine forms a rotor inclination angle b so as to open in the opposite direction of rotation, while rotating the tip of the rotor 7 in the rotational direction. Of course, it is inclined to the rotor tip inclination angle (c) having a predetermined angle.

한편, 상기 스테이터(4)와 로터(7)의 경사각(a,b,c)은 브레이크 디스크의 냉각율을 높이기 위해 가장 효율적인 외부 공기 유입을 달성할 수 있는 정도에 따라 실험적으로 결정되거나 또는, 통상적인 팬의 블레이드(Blade)각도를 참조로 결정될 수 있음은 물론이다.On the other hand, the inclination angles (a, b, c) of the stator (4) and the rotor (7) are determined experimentally depending on the extent to which the most efficient inflow of external air can be achieved to increase the cooling rate of the brake disc, or Of course, it can be determined with reference to the blade angle of the phosphor fan.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 주행중인 차량을 제동하기 위해 브레이크를 작동시키면, 브레이크 페달을 통해 부스터와 마스터실린더가 작동되면서 유압을 차륜에 장착된 캘리퍼(8)쪽으로 공급해 패드를 차륜의 휠과 함께 회전되는 디스크(1)와 마찰시켜 제동작용을 하게 되는데 이때, 상기 캘리퍼(8)의 패드에 마찰되는 브레이크디스크(1)는 에어벤트홀인 유입홀(5)을 통해 외부 공기를 순환시키면서 동시에 냉각터빈을 통해 더욱 많은 양의 외부 공기를 내부로 유입시켜 디스크(1)의 냉각을 촉진시켜주게 된다.According to the present invention, when the brake is operated to brake a driving vehicle, the booster and the master cylinder are operated through the brake pedal to supply hydraulic pressure to the caliper 8 mounted on the wheel, thereby rotating the pad together with the wheel of the wheel. In this case, the brake disc 1, which is rubbed on the pad of the caliper 8, circulates outside air through the inlet hole 5, which is an air vent hole, and at the same time, a larger amount through the cooling turbine. The outside air is introduced into the inside to promote the cooling of the disk 1.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 캘리퍼(8)의 패드에 의해 완전히 정지 될 때까지 휠과 함께 회전하는 브레이크디스크(1)는 그 회전력으로 인해 프론트플레이트(2)와 백플레이트(3)의 내부에 형성된 스테이터(4)사이인 유입홀(5)을 통해 외부 공기가 유입됨과 더불어, 이에 더하여 냉각터빈을 이루도록 허브(6)에 고정된 로터(7)가 회전되면서 상기 브레이크디스크(1)내부공간의 압력을 낮추게 되고, 이로 인해 상기 디스크(1)의 유입홀(5)을 통해 유입된 외부 공기가 디스크(1) 공간으로 강하게 흡입되면서 디스크(1)를 냉각시킨 후 외부로 배출되어진다.That is, as shown in FIG. 2, the brake disc 1 which rotates together with the wheel until it is completely stopped by the pad of the caliper 8 has the internal force of the front plate 2 and the back plate 3 due to its rotational force. Outside air is introduced through the inlet hole 5 between the stators 4 formed in the shaft, and in addition, the rotor 7 fixed to the hub 6 is rotated to form a cooling turbine, and the inner space of the brake disc 1 is rotated. This lowers the pressure of the air, which causes the outside air introduced through the inlet hole 5 of the disc 1 to be strongly sucked into the space of the disc 1, thereby cooling the disc 1 and then is discharged to the outside.

이와 같이, 제동시 캘리퍼(8)의 패드에 의한 마찰열로 인해 가열되는 브레이크디스크(1)는 정지될 때까지 에어벤트홀인 유입홀(5)을 통해 외부 공기가 유입되어 냉각됨과 더불어, 상기 디스크(1)의 유입홀(5)을 통해 유입된 외부 공기가 허브(6)에 의해 회전되는 냉각터빈의 작용에 따라 강하게 흡입되면서 순환된 후 외부로 배출되므로 고온으로 상승되는 디스크(1)의 냉각이 더욱 적극적으로 이루어지게 된다.As described above, the brake disc 1 heated due to the frictional heat of the pad of the caliper 8 is braked by the outside air through the inlet hole 5, which is an air vent hole, until the brake is stopped. External air introduced through the inlet hole 5 of 1) is intensively sucked by the action of the cooling turbine rotated by the hub 6, circulated and discharged to the outside, so that the cooling of the disk 1 rising to a high temperature is performed. More active.

이로 인해, 잦은 브레이크 조작이 수행되더라도 냉각 미비로 인한 디스크(10의 열 적층 현상을 크게 줄여줌은 물론, 급 제동시 유입홀(5)을 통한 디스크(1) 내부로 유입되는 외부 공기 량이 급격히 줄어들더라도 디스크(1)내부의 냉각터빈의 회전에 의해 강제로 외부 공기를 유입시키므로 급격한 냉각성능 저하 현상을 방지하게 된다.As a result, even if frequent brake operation is performed, the amount of external air flowing into the disk 1 through the inlet hole 5 during the sudden braking is greatly reduced, as well as the thermal lamination of the disk 10 due to insufficient cooling. Even if the external air is forced to flow by the rotation of the cooling turbine inside the disk (1) to prevent the sudden decrease in cooling performance.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차륜의 휠과 함께 회전되는 브레이크디스크내부에 회전에 의해 외부 공기를 강제로 유입시키는 냉각터빈을 장착해 외부 공기 유입을 촉진하면서 유입 량도 증가해 디스크 냉각 성능을 향상할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, by installing a cooling turbine forcibly introducing external air by rotation inside the brake disc rotated together with the wheel of the wheel to promote the external air inflow while increasing the inflow amount to improve the disk cooling performance. There is an effect that can be improved.

또한, 본 발명은 브레이크디스크내에 장착된 외부 공기 유입 냉각터빈으로 인해 잦은 제동시에도 디스크의 열적층 현상을 크게 줄여 패드와 디스크간의 마찰력을 감소를 방지하므로 정상적으로 제동이 이루어지지 않는 페이드 현상을 방지할 수 있는 효과가 있게된다.In addition, the present invention significantly reduces the thermal lamination of the disk even during frequent braking due to the external air inlet cooling turbine mounted in the brake disk, thereby preventing the friction between the pad and the disk to prevent the fading phenomenon that is not normally braked. To be effective.

또한, 본 발명은 냉각터빈을 통한 디스크의 열 축적 현상을 크게 줄이거나 방지해 급 제동시에도 디스크 내부로 유입되는 외부 공기 량이 급격히 줄어들지 않아 디스크의 급격한 냉각성능 저하 현상을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.In addition, the present invention significantly reduces or prevents the heat accumulation phenomenon of the disk through the cooling turbine, so that the amount of external air flowing into the disk does not abruptly decrease even during rapid braking, thereby preventing the sudden cooling performance of the disk. do.

도 1은 본 발명에 따라 캘리퍼가 강제 공기 순환 냉각 타입 브레이크 디스크에 장착된 상태도 1 is a state in which the caliper is mounted on the forced air circulation cooling type brake disk according to the present invention

도 2는 본 발명에 따라 브레이크 작동시 강제 공기 순환 타입 차량용 브레이크 디스크내의 공기 순환 상태도2 is a state diagram of air circulation in a brake disc for a forced air circulation type vehicle during brake operation according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1 : 브레이크디스크 2 : 프론트플레이트1: Brake Disc 2: Front Plate

3 : 백플레이트 4 : 스테이터3: backplate 4: stator

5 : 유입홀 6 : 허브5: inflow hole 6: hub

7 : 로터 8 : 캘리퍼7: rotor 8: caliper

a : 스테이터경사각 b : 로터경사각a: stator inclination b: rotor inclination

c : 로터선단경사각c: Rotor tip slope

Claims

The caliper 8 is operated by receiving hydraulic pressure generated from the booster and the master cylinder according to the operation of the brake pedal, and the wheel is rotated together with the wheel of the wheel to generate friction with the pads provided in the caliper 8 to stop the wheel. Cooling turbine is provided in the brake disk (1) and the brake disk (1) to rotate the wheel and the disk (1) together with the fixed hub (6) to force the outside air into the disk (1) to circulate Forced air circulation cooling type vehicle brake.

The cooling turbine of claim 1, wherein the cooling turbine has an inlet hole (5) which forms a passage for introducing external air into the inner space of the front plate (2) and the back plate (3) of the brake disc (1) at regular intervals. Freely inside the brake disc 1 by means of a plurality of stators 4 formed on the plates 2 and 3 and a hub 6 on which the brake disc 1 is fixed and rotated together with the wheels of the wheels. Forced air circulation cooling type vehicle brake, characterized in that consisting of a rotor (7) is rotated.

The stator inclination angle (a) of the stator (4) has an arc shape having an angle of rotation of the disk (1) to facilitate the inflow of external air through the inlet hole (5), and the rotor ( 7) is a forced air circulation, characterized in that the inclination is formed so as to have a rotor tip inclination angle (c) having a predetermined angle in the rotation direction while forming a rotor inclination angle (b) to open in the opposite direction of rotation Cooling type car brakes.