KR100543686B1 - 분리형 브레이크 디스크 - Google Patents

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Abstract

분리형 브레이크 디스크가 개시된다.
그 구성은 일면으로는 차축과 결합되는 보스부가 형성되고, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 중공형의 제 1플레이트;와 일면이 상기 제 1플레이트와 대향하고, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 중공형의 제 2플레이트;와 상기 제 1플레이트 및 제 2플레이트의 사이에서 상기 제 1플레이트 및 제 2플레이트에 각각 대향하는 중공형의 제 1방열판 및 제 2방열판;와 상기 제 1방열판 및 제 2방열판의 사이에 개재되고, 상기 제 1방열판 및 제 2방열판의 내주부에서 외주부로 원을 그리며 굴곡지게 형성된 다수의 방열핀으로 구성되어 상기 제 1플레이트 및/또는 제 2플레이트의 표면으로부터 체결되는 볼트에 의해 체결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고온에서도 브레이크의 제동작용이 우수하며, 브레이크 작동의 전후 온도차가 작아 마찰계수의 변동이 크지 않아 안정된 제동성능을 발휘 할 수 있게 되어 브레이크 패드의 수명이 연장되는 효가가 있다.
브레이크 디스크, 플레이트, 방열, 마찰열

Description

분리형 브레이크 디스크{Brake disc}
도 1은 본 발명의 분리형 브레이크 디스크의 일실시예의 분해 사시도이고,
도 2는 본 발명의 분리형 브레이크 디스크의 일실시의 제 1플레이트로서, 도 2a는 정면도이고, 도 2b는 배면도이다.
도 3은 본 발명의 분리형 브레이크 디스크의 일실시의 방열판으로서 도 3a는 정면도이고, 도 3b는 배면도이다.
도 4는 본 발명의 분리형 브레이크 디스크의 일실시의 방열핀을 도시한 그림이고,
도 5는 본 발명의 분리형 브레이크 디스크의 일실시의 조립된 상태를 도시한 사시도이다.
본 발명은 자동차용 브레이크 디스크에 있어서, 분리형 브레이크 디스크에 관한 것이다.
자동차에 장치되는 브레이크 장치는 원형으로 형성된 브레이크 디스크를 브레이크 패드로 압착하여 제동력을 얻는 구조로 통칭하여 디스크형 브레이크 장치라 하며, 브레이크 패드의 압착 시 발생하는 동마찰로 인해 운동에너지를 열로 바꾸어 차량의 속도를 감속 또는 정지시키게 하는 것이다.
이와 같은 디스크형 브레이크 장치는, 주행성능 및 연비, 방열성을 향상시키기 위하여 브레이크 디스크를 가급적 경량화하여 형성시킬 필요가 있으며, 이를 위해서 일반적으로 허브에 고정되는 브레이크 디스크 본체를 알루미늄 등과 같은 경량화합금으로 형성한다.
브레이크 디스크 본체를 알루미늄 합금으로 형성하는 경우에는, 내마모성이 열악하게 되어 이를 극복하기 위해 브레이크 패드와 접촉되는 브레이크 디스크 본체 표면에 도너츠형의 주철 금속판을 접합하여 마찰면을 형성한다.
일반적으로 디스크형 브레이크 장치는 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 피스톤이 구동되며 좌우측의 패드를 밀어 내어 브레이크 디스크 좌우 양측을 압착시킨다.
이와 같은 브레이크 디스크는 상술한 바와 같이 알루미늄 합금인 브레이크 디스크 본체에 주철 금속판을 접합하는 구조이므로, 제동장치의 작동과 더불어 패드와의 접촉으로 인해 주철 금속판에 마모량이 누적되어 주철 금속판이 파열되는 경우가 발생하게 된다.
이로 인해 정기적으로 주철 금속판을 교환해야 되지만 주철 금속판이 브레이크 디스크 본체에 일체적으로 접합되어 있는 상태인지라 브레이크 디스크 자체를 교환할 수 밖에 없게 된다.
그리고 마찰압착법이나 알핀(alfin)접합법에 의한 주철 금속판을 브레이크 디스크 본체에 접합하기 위해서는, 특수한 접합 장치가 필요하여 이에 따른 제조 비용이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제시된 것으로서, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 면을 분리 가능하도록 체결시켜 착탈 가능하도록 하여 유지 보수 시 정비 및 교환을 용이하게 하는 분리형 브레이크 디스크를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 구조적으로 방열작용이 우수한 구조를 채용하여 연비를 절감하고 차량수명을 최대로 연장할 수 있는 분리형 브레이크 디스크를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제동장치와의 접촉으로 브레이크 디스크가 누적 마모에 의해 교환이 필요할 경우에 브레이크 디스크 자체를 교환하지 않고 마모된 면만을 교환함으로서 브레이크 디스크 교체 비용을 현저하게 절감하며 반영구적인 브레이크 디스크를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 일면으로는 차축과 결합되는 보스부가 형성되고, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 중공형의 제 1플레이트와 일면이 상기 제 1플레이트와 대향하고, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 중공형의 제 2플레이트와 상기 제 1플레이트 및 제 2플레이트의 사이에 개재되고, 상기 제 1플레이트 및 제 2플레이트의 내주부에서 외주부로 원을 그리며 굴곡지게 형성된 다수의 방열핀 으로 구성되어 상기 제 1플레이트 및/또는 제 2플레이트의 표면으로부터 체결되는 볼트에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크를 제공하는 것에 의해 달성된다.
상기의 구성을 갖는 디스크는 다음과 같은 특징이 있다.
즉, 플레이트 사이에는 다수개의 방열핀이 개재되어 플레이트를 떠 받치는 것처럼, 플레이트의 사이에 수 많은 공간이 형성되는데, 제동 시 브레이크 패드와의 마찰에 의해 발생된 마찰열이 상기 플레이트 사이에 형성된 공간으로 불어 들어오는 바람에 의해 방열이 되어진다.
다른 관점에서 본 발명이 분리형 브레이크 디스크는 일면으로는 차축과 결합되는 보스부가 형성되고, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 중공형의 제 1플레이트와 일면이 상기 제 1플레이트와 대향하고, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 중공형의 제 2플레이트와 상기 제 1플레이트 및 제 2플레이트의 사이에서 상기 제 1플레이트 및 제 2플레이트에 각각 대향하는 중공형의 제 1방열판 및 제 2방열판와 상기 제 1방열판 및 제 2방열판의 사이에 개재되고, 상기 제 1방열판 및 제 2방열판의 내주부에서 외주부로 원을 그리며 굴곡지게 형성된 다수의 방열핀으로 구성되어 상기 제 1플레이트 및/또는 제 2플레이트의 표면으로부터 체결되는 볼트에 의해 체결되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기의 방열판에는 상기 방열핀의 형상에 대응되는 방열홈이 내주부에서 외주부로 원을 그리며 굴곡지게 형성된 것일 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.
이하의 설명에서, 본 발명의 보다 철저한 이해를 위해 도면을 통한 설명이 추가되나 당업자에게는 본 발명이 이들의 상세한 설명이 없이도 실시될 수도 있다는 사실이 명백할 것이다.
경우에 따라서는, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐리게 할 수 있는 공지된 특징부 내지 요소들에 대해서는 그 설명을 생략하였다. 이것은 본 발명의 개시를 불필요하게 제한하는 것을 피하기 위한 것이다.
첨부된 도면 중 도 1은 본 발명의 분리형 브레이크 디스크의 일실시예의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 분리형 브레이크 디스크의 일실시의 제 1플레이트로서, 도 2a는 정면도이고, 도 2b는 배면도이고, 도 3은 본 발명의 분리형 브레이크 디스크의 일실시의 방열판으로서 도 3a는 정면도이고, 도 3b는 배면도이고, 도 4는 본 발명의 분리형 브레이크 디스크의 일실시의 방열핀을 도시한 그림이고,
도 5는 본 발명의 분리형 브레이크 디스크의 일실시의 조립된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 브레이크 디스크는 차축(미도시)과 결합되고 주철제로 형성되는 중공형의 제 1플레이트(300) 및 제 2플레이트(400)를 포함한다. 상기 제 1플레이트(300) 및 제 2플레이트(400)의 표면에는 다수의 기공과 나사(10)가 체결되는 홈(1)이 형성되어 있다. 상기 제 1플레이트(300)의 일면은 차축과 결합되는데, 보스(150)의 표면으로는 허브(미도시)고정 구멍(130)이 형성되어 있다.
상기 제 1플레이트(300)는 제 2플레이트(400)와 짝을 이루어 나사(10)에 의해 체결된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 나사(10)는 플레이트(300, 400)에 형성된 구멍을 통해서 나사머리부가 완전히 상기 플레이트(300, 400)에 함몰되어 디스크 방열핀(100)에 형성된 나사 체결홈(1)과 결합된다.
나사(10)에 의해 플레이트(300, 400)와 방열판(200a, 200b) 및 방열핀(100)의 체결이 이루어지므로 접합을 위한 고가의 접합장치가 필요 없게 되어 조립의 용이성과 제작비의 저렴화를 도모할 수 있다.
또한 지속적인 제동 작용으로 인해 플레이트(300, 400)에 누적 마모가 발생하여 브레이크 디스크의 교체가 필요할 경우에, 브레이크 디스크 전체를 교환하지 않고 마모된 부위의 플레이트(300, 400)만을 교환하면 되기 때문에 정비 및 교환이 용이해지는 동시에 비용도 절감된다.
한편, 상기 부재들은 핀에 의해 결합된다.
핀(50)은 본 발명의 일실시예인 도 2내지 도 4에 도시된 바와 같이, 방열판(200)의 10등분 선상에 형성된 10개의 핀공(5)과 10개의 방열핀(101)에 형성된 핀공(5)을 관통해서, 플레이트(300, 400)에, 상기 10개의 핀공(5)과 서로 대향하는 곳에 형성된 홈(5)에 삽입된다. 이에 의해 강한 제동력에 의한 플레이트(300, 400)와 그 사이의 방열판(200) 및 방열핀(100)과의 슬립현상이 방지된다.
다음으로 방열판(200)에 대해서 설명한다. 플레이트(300, 400)의 내면으로 각각 접속되는 방열판(200)은 플레이트(300, 400)의 형상에 대응하여 중공의 형태로서 표면에는 플레이트(300, 400)의 표면으로부터 삽입되는 나사(10)가 체결되는 나사체결홈(1)이 다수개 형성되어 있고, 방열을 위한 기공이 다수개 형성되어 있다. 또한 핀(50)이 삽입 관통하는 핀공(5)이 핀(50)의 개수에 대응하여 10개가 형성되어 있다.
또한 상기 제 1방열판(200a) 및 제 2방열판(200b)에는 그 사이에 개재되는 방열핀(101)의 형상에 대응되는 방열홈(6)이 내주부에서 외주부로 원을 그리며 굴곡지게 형성된다.
상기 방열판(200)은 열전도율이 좋은 재질, 예컨대 구리, 알루미늄 또는 그 합금제로서 두께가 대략 1mm정도의 것을 생각할 수 있다.
또한 본 발명은 방열판(200)의 사이에 개재되고, 제 1방열판(200a) 및 제 2방열판(200b)의 내주부에서 외주부로 원을 그리며 굴곡지게 형성된 다수의 방열핀(101)으로 구성되는 방열핀부(100)를 포함한다. 상기 방열핀(101)은 핀(50)의 개수에 대응하여 10개가 형성되고, 그 표면에는 나사(10) 체결홈(1)과 핀공(5)이 형성되어 있다.
이러한 방열핀(101)은 알루미늄 등의 경량화 합금으로 형성될 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 브레이크 디스크는 분리형으로서 정비가 용이할 뿐만 아니라 제동시 발생하는 마찰열의 방열이 탁월하여 제동거리가 짧아지고, 고속주행 중의 급제동 시 떨리는 현상도 현격히 감소한 것으로 나타났다.
즉 주행 중 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 패드가 플레이트(300, 400)에 밀착되어 발생되는 열을 보다 빠르게 축열하고 대기 중으로 소산시켜 마찰계수의 변동을 줄이고 브레이크 작동 시 기분좋은 느낌(FEELING)이 들며, 특히 고온 제동시에 발생되는 열을 빠르게 소산시켜 페이드 현상을 방지 하는데 효과가 있으며 따라서 브레이크 패드의 수명도 연장된다.
본 발명의 효과를 확인하기 위해 평탄도로에서 운전석(왼쪽)은 기존사용 브레이크 디스크를 장착하고 조수석(오른쪽)은 본 발명에 따른 상기의 브레이크 디스크를 장착하여 120㎞속도에서 브레이크를 작동시켜 60㎞ 감속시키고 다시 악셀을 밟아 가속시켜 120㎞까지 증속한 후 다시 브레이크를 작동하여 60㎞ 감속시키는 작업을 연속 반복하여 브레이크 디스크의 온도를 측정하였다.(표 1)
한편, 표 2는 내리막길에서 평균시속 40㎞의 정속으로 브레이크와 엑셀을 동시에 사용하여 시간이 지남에 따라 디스크의 온도변화를 측정한 결과이다.
(표 1) <대기온도21.2。C> (단위 : 。C)
Figure 112003026663156-pat00001
(표 2) <대기온도 13.8。C> (단위 : 。C)
Figure 112003026663156-pat00002
위의 표로 부터 명백하듯이 본 발명품의 경우 비교품보다 방열이 우수하여 브레이크 디스크의 온도가 낮음을 알 수 있어, 고온에서도 브레이크의 제동작용이 우수하며, 브레이크 작동의 전후 온도차가 작아 마찰계수의 변동이 크지 않아 안정된 제동성능을 발휘 할 수 있게 되어 브레이크 패드의 수명이 연장되는 효가가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정된 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변환 및 변경이 가능한 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다 할 것이다.
이상 설명한 본 발명에 의하면, 플레이트를 나사 및 핀에 의해 체결시켜 착탈을 가능하도록 하여 유지 보수 시 정비 및 교환이 용이하다.
열전도율이 좋은 알루미늄 합금제의 방열판 및 방열핀을 사용하여 방열이 우 수한 브레이크 디스크를 제공하며, 무게를 감소시키며, 구조적으로 방열작용이 우수한 구조를 채용하여 연비절감 및 차량수명이 최대로 연장된다.
제동장치와의 접촉으로 브레이크 디스크가 누적 마모에 의해 교환이 필요할 경우에 브레이크 디스크 자체를 교환하지 않고 마모된 주철 또는 비철계열 금속판(플레이트)만을 교환함으로서 브레이크 디스크 교체 비용을 현저하게 절감하며 반영구적인 브레이크 디스크를 제공한다.
또한 고온에서도 브레이크의 제동작용이 우수하며, 브레이크 작동의 전후 온도차가 작아 마찰계수의 변동이 크지 않아 안정된 제동성능을 발휘 할 수 있게 되어 브레이크 패드의 수명이 연장되는 효가가 있다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 일면으로는 차축과 결합되는 보스부가 형성되고, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 중공형의 제 1플레이트;
    일면이 상기 제 1플레이트와 대향하고, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 중공형의 제 2플레이트;
    상기 제 1플레이트 및 제 2플레이트의 사이에서 상기 제 1플레이트 및 제 2플레이트에 각각 대향하는 중공형의 제 1방열판 및 제 2방열판; 및
    상기 제 1방열판 및 제 2방열판의 사이에 개재되고, 상기 제 1방열판 및 제 2방열판의 내주부에서 외주부로 원을 그리며 굴곡지게 형성된 다수의 방열핀으로 구성되어 상기 제 1플레이트 및 제 2플레이트의 표면으로부터 체결되는 볼트에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1플레이트 및 제 2플레이트에는 다수의 기공이 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 제 1방열판 및 제 2방열판에는 상기 방열핀의 형상에 대응되는 방열홈이 내주부에서 외주부로 원을 그리며 굴곡지게 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
  7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1방열판, 제 2방열판 및 방열핀에는 핀공이 형성되고, 상기 제 1플레이트 및 제 2플레이트에는 상기 핀공과 서로 대향하는 홈이 구비되어 상기 제 1방열판, 제 2방열판 및 방열핀을 관통한 고정핀의 양단이 상기 홈으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
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