KR101804586B1 - 브레이크 디스크／허브 연결 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크 디스크(1)가 균등하게 분포된 다수의 지지 요소들(4)을 그 안쪽 둘레에 구비하고, 그 지지 요소들(4)이 회전 방지의 취지에서 허브(2)의 바깥쪽 둘레에 배치된 캐치들(5)과 대응하되, 제동 토크의 전달을 위해 캐치들(5)과 지지 요소들(4) 사이에 형성되는 개재 공간들에 브레이크 디스크(1)의 축 방향으로 삽입되는 중간 요소들(3)이 배치되고, 각각의 중간 요소(3)가 서로 접하는 2개의 브래킷들 구비하며, 그 브래킷들의 서로 반대쪽을 향한 면들에 해당 캐치(5) 또는 해당 지지 요소(4)가 접하는 브레이크 디스크/허브 연결 장치에 관한 것으로, 그 브레이크 디스크/허브 연결 장치는 하나의 브래킷(7)이 그에 형성된 돌출부들에 의해 일 측면 또는 양 측면이 완전한 면으로 된 다른 브래킷(6)에 접하도록 구성된다.

Description

브레이크 디스크／허브 연결 장치{BRAKE DISC／HUB CONNECTION}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 브레이크 디스크/허브 연결 장치에 관한 것이다.

브레이크 디스크를 허브에 고정하기 위해 그리고 제동 시에 발생하는 제동 토크를 허브에, 그에 따라 그와 연결된 차륜에 전달하기 위해, 브레이크 디스크의 안쪽 둘레에 마련되는 지지 요소들 및 허브의 바깥쪽 둘레에 배치되어 회전 방지의 취지에서 지지 요소들과 대응하는 캐치들로 구성된 서로 맞물리는 톱니 모양의 포지티브 록킹(positive locking) 수단이 공지되어 있다.

그러한 브레이크 디스크/허브 연결 장치는 예컨대 DE 199 18 069 A1로부터 공지되어 있다.

그 공보에는 브레이크 디스크로부터 허브로의 제동 토크의 전달이 서로 평행하게 연장되고 작동 위치에서 전면적으로 서로 접하여 놓이는 2개의 평활한 표면의 브래킷들을 구비한 중간 요소들을 통해 이뤄지는 브레이크 디스크/허브 연결 장치가 개시되어 있는데, 여기서 중간 요소들의 브래킷들은 금속시트 스트립을 접음으로써 형성된다. 브래킷들 중의 하나에는 해당 지지 요소가 그리고 다른 브래킷에는 해당 캐치가 서로 반대쪽을 향한 면들에서 각각 접한다.

그러한 구조는 기능적으로 매우 적합한 것으로 입증되었다.

제동 시에 발생하는 마찰열이 브레이크 디스크로부터 허브로 열 전달되는 것이 항시 문제가 되는데, 그를 위해 지금까지 다양한 방안들이 공지되어 있으나, 그들 모두는 단점들을 수반한다.

따라서 예컨대 단열 요소들 또는 적절한 격리 층들이 사용된다. 전제된 타입에 따라 마련되는 중간 요소들이 어느 정도의 단열 작용을 갖기도 하지만, 그러한 단열 작용은 저지되지 않는 열 전달로 인해 오히려 만족스럽지 못하다. 이때, 단열 작용은 특히 브레이크 디스크로부터 중간 요소들로, 2개의 브래킷들의 접촉 시에 형성되는 격리 면을 통해, 그리고 중간 요소들로부터 허브로 이뤄지는 여러 번에 걸친 온도 전달에 의해 얻어진다. 상대적으로 낮은 열 전도성이 요구되는 중간 요소들에 대한 재료 선택을 예컨대 중간 요소들이 스테인리스강을 갖는 것과 같이 거의 단열을 지원하도록 상응하게 이뤄진다.

그러한 구조적 여건에도 불구하고, 열 전달의 감소는 전술한 바와 같이 적어도 경제적으로 의미 있는 방식으로는 단지 불만족스러운 정도로만 가능하다.

그러한 면에서 존재하는 허브의 상대적으로 높은 열 하중은 브레이크 디스크/허브 연결 장치의 내구 수명에 전체적으로 영향을 미치고, 경우에 따라서는 기능 및 그에 따른 안전과 관련된 영향을 초래한다.

WO 2005/088151 A1로부터, 분해를 위해 축 방향 이동에 의해 브래킷들의 상호 간격이 축소되는 중간 요소들이 공지되어 있다. 그러한 중간 요소들에서는, 2개의 브래킷들에 서로 대응하는 돌출부들 또는 리세스들이 마련되는데, 그들에 형성되는 개재 공간들에는 작동 조건에 기인하는 오물들이 도달할 수 있고, 그러한 오물은 특히 마찰열과 결부되어 인접 지지 요소 또는 캐치와 달라붙는 현상을 초래하고, 그에 따라 분해가 자주 매우 어렵게만 실현될 수 있게 된다.

본 발명의 과제는 구조적으로 적은 비용으로 허브의 열 하중을 최소화하고, 브레이크 디스크/허브 연결 장치의 내구 수명을 개선하도록 전제된 타입의 브레이크 디스크/허브 연결 장치를 개량하는 것이다.

그러한 과제는 청구항 제1항의 특징들을 갖는 브레이크 디스크/허브 연결 장치에 의해 해결된다.

브래킷들이 단지 부분 영역에서만 서로 접하여 놓이도록, 즉 더 이상 전면적으로 서로 접하여 놓이지 않도록 함으로써, 열 전달이 상당한 배율만큼 감소하는데, 2개의 브래킷들의 잔존 접촉 면들은 단지 발생하는 기계적 하중에 의존해서만 그 크기가 정해지면 된다. 그러한 접촉 면들은 중간 요소들의 소성 변형 없이 제동력이 전달될 수 있도록 하는 크기로 선택된다.

입증된 바와 같이, 지지 면들이 전체 중첩영역의 대략 25% 내지 40%에 달할 경우에 적절한 힘 전달이 보장된다.

본 발명의 바람직한 부가의 구성은 2개의 브래킷들 중의 하나가 그 접촉 측면에서 평활한 면으로 되는 반면에, 그에 접하는 브래킷이 그 대응 측면에 횡 방향 및 종 방향 융기부들을 구비하고, 그 융기부들이 다른 브래킷의 접촉 면에 접하는 평평한 지지 면을 각각 구비하도록 조치하고 있다. 당연히, 융기부의 접촉 면은 평면에 존재하므로, 전체적인 지지가 보장된다.

지지 면들의 반대쪽을 향한 측면들은 본 발명에 따라 평활하고 완전한 면으로 형성되고, 그에 따라 각각의 지지 요소 또는 각각의 캐치가 제동력의 전달을 위해 전체의 면 영역에 걸쳐 지지될 수 있다.

외면들을 이루는 면들을 평활하고 완전한 면으로 형성함으로써, 지지 요소들 또는 캐치들의 서로 대면하는 접촉 면들과 개개의 브래킷들 사이에 오물이 모이거나 부식이 형성됨으로 인해 정기 점검 시에 중간 요소들의 분해가 현저히 어려워지는 것이 방지된다.

전술한 융기부들 대신에, 다른 형태의 부분적인 지지 면들도 생각해볼 수 있는데, 그러한 지지 면들의 수 및 크기는 근본적으로 전달하려는 힘에 의존하여 달라진다.

종전과 같이, 중간 요소들의 재료로서 스테인리스강이 사용될 수 있는데, 중간 요소들의 제조는 근본적으로 비절삭 성형들에 의해 이뤄진다.

돌출하는 부분적인 지지 면들은 주위 영역을 스탬핑 가공함으로써 제조된다.

그러한 가공 시에 나타나는 재료의 밀려나감(material displacement)은 브래킷을 늘어나게 그리고 스탬핑된 영역들에서 넓어지게 하는데, 그것이 제작 과정에서 문제가 될 수 있기 때문에, 적절한 조치를 위하는 것이 바람직하다.

스탬핑에 의해 가공하려는 브래킷이 넓어지는 현상은 가이드 장치 내에서의 금속시트 스트립의 재밍(jamming)을 초래할 수 있는데, 스탬핑하려는 브래킷을 그 길이에 걸쳐 더 좁게 절단하여 스탬핑 시에 재료가 재밍의 위험 없이 늘어날 수 있도록 함으로써 그에 대처할 수 있다.

스탬핑 공정과 예컨대 브래킷을 단부 측에서 굽히는 다음 성형 공정 사이에 재료 버퍼(material buffer)를 제공함으로써 길이 연장의 보상이 이뤄진다.

하나의 브래킷이 단지 부분 영역들에서만 다른 브래킷에 접하도록 함으로써, 열 전달에 유효한 면적이 감소할 뿐만 아니라, 2개의 부분 영역들 사이에 형성되는 틈새에 의해 더 좋은 냉각까지도 제공되는데, 왜냐하면 공기, 그 중에서도 특히 주행 바람의 저지되지 않는 통과가 효과적인 냉각을 제공하기 때문으로, 그러한 효과적인 냉각도 역시 해당 부분들의 열 하중을 감소시키는데 기여한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구성들이 종속 청구항들에 특징져 있다.

도 1은 브레이크 디스크/허브 연결 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 브레이크 디스크/허브 연결 장치의 낱개 부품의 사시도이다.
도 3은 도 2에 따른 낱개 부품의 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면들에 의거하여 설명하기로 한다.

도 1에는, 안쪽에서 통풍되는 환형 브레이크 디스크(1)를 허브(2)와 연결하기 위한 브레이크 디스크/허브 연결 장치가 도시되어 있는데, 여기서 허브(2)는 브레이크 디스크로서 형성될 수 있으나, 브레이크 디스크를 그 위에 끼워 넣을 있는 바퀴 허브로서 형성될 수도 있다.

토크 전달을 위해, 브레이크 디스크(1)의 안쪽 둘레에는 반경 방향의 안쪽으로 연장되고 서로 간격을 두고 배치되며 둘레에 걸쳐 균일하게 분포된 지지 요소들(4)이 형성되어 있다.

허브(2)는 브레이크 디스크(1)와 대면하는 그 단부 섹션에 바깥쪽 둘레에 걸쳐 분포되고 반경 방향의 바깥쪽으로 돌출하는 캐치들(5)을 구비하는데, 그 캐치들(5)은 맞물린다는 취지에서 브레이크 디스크(1)의 지지 요소들(4)과 대응하는 것이다.

지지 요소들(4)과 캐치들(5) 사이에는 개재 공간들이 형성되고, 중간 요소들(3)이 브레이크 디스크(1) 또는 허브(2)의 축 방향으로 그 개재 공간에 삽입된다. 제동 시에 작용하게 되는 제동 토크는 브레이크 디스크(1)의 지지 요소들(4)로부터 중간 요소들(3)을 거쳐 허브(2)의 캐치들(5)에 전달된다.

그러한 중간 요소가 도 2 및 도 3에 각각 낱개 부품으로서 도시되어 있다. 그 도면들에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 중간 요소(3)는 서로 접하는 2개의 브래킷들(6, 7)을 구비하고, 그 브래킷들(6, 7)의 서로 반대쪽을 향한 면들에 해당 캐치(5) 또는 해당 지지 요소(4)가 지지된다.

본 발명에 따르면, 브래킷(7)은 돌출부들에 의해 가장 넓은 의미에서 평행하게 정렬된 브래킷(6)에 접한다. 도 2에는, 조립 전의 중간 요소가 도시되어 있다. 여기서, 브래킷들(6, 7)은 그에 내재된 고유의 복원력으로 인해 약간 벌어져 있다. 즉, 그 경우에는 브래킷들(6, 7)이 아직 접하여 놓이지 않은 상태에 있다.

접하게 하기 위해, 본 예에서는 브래킷(7)의 길이 방향을 가로지르는 스탬핑에 의해 브래킷(7)에 융기부들(8)이 형성되는데, 그 융기부들(8)은 브래킷(6)의 대면하는 면에 접하는 평평한 지지 면을 각각 구비한다.

융기부들(8)은 서로 동일한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

스탬핑 공구에 의해 재료가 밀려나가게 되는 스탬핑 가공을 통해, 융기부들(8) 사이에 함몰부들(9)이 형성되고, 그 함몰부들(9)이 공기 순환 및 그에 따른 열 방출을 가능하게 한다.

특히, 도 2가 매우 명확하게 도시하고 있는 바와 같이, 상부 브래킷(7)은 하부 브래킷(6)보다 좁게 절단되고, 그에 따라 스탬핑의 영역에서의 브래킷(7)의 넓어짐이 아무런 문제 없이 가능하게 되며, 물론 그러한 넓어짐은 하부 브래킷(6)의 폭을 벗어나지 않는 경우에만 그러하다.

본 도면에서 또한 명백히 알 수 있는 바와 같이, 브래킷들(6, 7)의 서로 반대쪽을 향한 2개의 외면들은 평활하고 완전한 면으로 형성되고, 융기부들(8)이 접하는 브래킷(6)의 지지 면도 역시 마찬가지이다.

그 밖에, 중간 요소(3)는 근본적으로 비절삭 가공으로 성형되는, 예컨대 코일로부터 일정 길이로 절단될 수 있는 금속시트 스트립으로 이뤄지는데, 2개의 브래킷들(6, 7)은 길이 방향을 가로질러 접음으로써 제조되고, 도시를 생략한 로킹 요소와 연동하여 브레이크 디스크(1)가 축 방향으로 허브(2)에 로킹되는 것을 보장하는 앵글(10)을 단부 측에 각각 구비한다.

Claims (14)

1. 브레이크 디스크(1)가 균등하게 분포된 다수의 지지 요소들(4)을 그 안쪽 둘레에 구비하고, 그 지지 요소들(4)이 회전 방지의 취지에서 허브(2)의 바깥쪽 둘레에 배치된 캐치들(5)과 대응하되, 제동 토크의 전달을 위해 캐치들(5)과 지지 요소들(4) 사이에 형성되는 개재 공간들에 브레이크 디스크(1)의 축 방향으로 삽입되는 중간 요소들(3)이 배치되고, 각각의 중간 요소(3)가 서로 접하는 2개의 브래킷을 구비하며, 그 브래킷들의 서로 반대쪽을 향한 면들에 해당 캐치(5) 또는 해당 지지 요소(4)가 접하는 것인, 브레이크 디스크/허브 연결 장치에 있어서,
   하나의 브래킷(7)은 그에 형성된 돌출부들에 의해, 일 측면 또는 양 측면이 완전한 면으로 된 다른 브래킷(6)에 접하고,
   돌출부들과 대향된 브래킷(7)의 측면은 평활하고 완전한 면으로 되고,
   브래킷들(6, 7)의 서로 반대쪽을 향한 2개의 외면들은 평활하고 완전한 면으로 형성되고, 돌출부들이 접하는 브래킷(6)의 지지면도 평활하고 완전한 면으로 형성된 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 돌출부들은 융기부(8) 및 함몰부(9)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.
4. 제3항에 있어서, 융기부들(8)은 중간 요소(3)의 길이 방향에 대해 종 방향 및 횡 방향 중 적어도 하나의 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.
5. 제3항에 있어서, 융기부들(8)은 서로 평행하게 간격을 두고 연장되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.
6. 제3항에 있어서, 융기부들(8)은 서로 동일한 간격으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.
7. 제1항에 있어서, 돌출부들은 접경하는 영역들을 스탬핑함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.
8. 제1항에 있어서, 돌출부들은 평평한 지지 면들을 갖는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.
9. 제8항에 있어서, 지지 면들은 서로 일렬로 정렬되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.
10. 제1항에 있어서, 돌출부들을 구비하는 브래킷(7)의 폭은, 돌출부들을 형성하기 이전에, 다른 브래킷(6)의 폭보다 더 좁은 상태인 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.
11. 삭제
12. 제1항에 있어서, 중간 요소(3)는 스테인리스강으로 이뤄지는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.
13. 제1항에 있어서, 중간 요소(3)는 금속시트 스트립으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.
14. 제8항에 있어서, 돌출부들의 지지 면들은 각각 브래킷들(6, 7)의 총 중첩영역의 25% 내지 40%인 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크/허브 연결 장치.

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