KR19990008664A - 방열홈을 갖는 브레이크 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백플레이트와 마찰재로 이루어진 브레이크 패드에 있어서 백플레이트에 방열홈을 형성하여 브레이크 제동시 디스크와 패드가 마찰하면서 발생하는 열의 방열성을 좋게 함으로서 브레이크 제동시 발생하는 페이드 현상과 베이퍼 록 현상을 막을 수 있는 방열홈를 갖는 브레이크 패드에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 디스크(2)를 압착하여 제동력을 발생시키는 디스크(2) 브레이크 장치 중 백플레이트(10)와 라이닝(12)이 접착 결합되어 있는 브레이크 패드(6)에 있어서, 상기 백플레이트(10)에 방열홈(14)을 형성시킨 브레이크 패드를 제공한다.

Description

방열홈을 갖는 브레이크 패드

본 발명은 방열홈을 갖는 브레이크 패드에 관한 것으로서, 상세하게는 백플레이트와 마찰재로 이루어진 브레이크 패드에 있어서 백플레이트에 방열홈을 형성하여 브레이크 제동시 디스크와 패드가 마찰하면서 발생하는 열의 방열성을 좋게 함으로서 브레이크 제동시 발생하는 페이드(fade) 현상과 베이퍼 록(vapor lock) 현상을 막을 수 있는 방열홈를 갖는 브레이크 패드에 관한 것이다.

일반적으로 브레이크 장치는 기계적 에너지를 열에너지로 변환시키는 마찰식 브레이크가 많이 사용되고 있는데, 마찰식 브레이크의 종류에는 드럼 브레이크와 디스크 브레이크가 있다.

이들 중 디스크 브레이크는 제동력이 안정되고 편 브레이크 되는 일이 없으며 구조 및 조작이 간단하여 소형차의 앞부분 브레이크 장치로 많이 사용된다.

여기서, 디스크 브레이크는 차륜과 일체로 회전하는 원판형의 디스크에 마찰재를 부착한 브레이크 패드로 양쪽으로부터 조여 제동력을 발생시키는 것으로, 디스크에 안장을 걸친 모양으로 캘리퍼가 설치되어 브레이크를 걸면 캘리퍼 내에 있는 패드가 디스크를 양쪽에서 압착한다.

도 1과 도 2는 디스크 브레이크 장치에서 브레이크 패드의 종래 형상을 도시한 것으로 이의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

브레이크 패드(101)는 백플레이트(103)와 라이닝(102)으로 구성되어 있으며, 금속편인 백플레이트(103)의 일측면은 캘리퍼 피스톤과 접촉하고 반대면은 마찰재인 라이닝(102)이 접착 결합되어 있다.

여기서, 브레이크 패드(101)의 라이닝(102)은 고열에 견디고 내마멸성이 우수하며 마찰계수가 커야한다. 또, 온도의 변화나 물 등에 의하여 마찰계수의 변화가 적고 기계적 강도가 커야 한다.

이와 같이 구성된 브레이크 패드(101)는, 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 마스터 실린더가 작동하고, 마스터 실린더가 작동하면 브레이크 오일에 유압이 발생하여 브레이크 장치의 캘리퍼 내에 있는 캘리퍼 피스톤을 압출하며, 캘리퍼 피스톤은 브레이크 패드(101)를 디스크에 압착시켜 제동력을 발생시킨다.

이는 브레이크 패드(101)와 디스크가 접촉하면서 자동차의 운동에너지를 열에너지로 변환시켜 자동차를 제동하는 것으로, 상기 과정이 진행되면서 브레이크 패드(101)와 디스크에는 마찰열이 발생한다. 이때, 브레이크의 사용이 과다하면 고열은 디스크가 열변형을 일으키게 하는 원인이 되고 라이닝이 과다 마모가 되는 원인이 되었다.

또한, 장시간 가파른 내리막길을 내려가면서 브레이크를 과다하게 사용하면 고온의 마찰열이 발생하는데, 이런 고온의 마찰열은 브레이크의 작동성에 심각한 영향을 미친다. 심각한 영향 중 두가지 대표적인 현상을 설명하면 다음과 같다.

첫째로 베이퍼 록 현상이 발생하는데, 베이퍼 록 현상은 브레이크 패드(101)와 디스크에서 발생한 고온의 마찰열에 의하여 휠 실린더나 브레이크 파이프 속의 브레이크 장치에 유압을 미치는 브레이크 오일이 기화하여 페달을 밟아도 스펀지를 밟은 것처럼 푹신푹신하여 브레이크가 듣지 않는 것을 말한다.

두 번째로 페이드 현상도 발생하는데, 페이드 현상은 브레이크 패드(101)와 디스크의 마찰에 의한 고온의 마찰열에 의하여 마찰재인 라이닝(102)의 마찰계수가 저하됨으로서, 일정하게 페달을 밟는 힘에도 정상 상태보다 브레이크의 제동력이 감소되는 것을 말한다.

이와 같이 과도한 브레이크 사용으로 발생한 마찰열에 의하여 브레이크의 작동성에 심각한 영향을 미치는 베이퍼 록이나 페이드 현상이 발생하고 이는 운전자의 안전에 심히 중대한 영향을 미치지만, 다시 브레이크가 냉각이 되면 성능은 원래대로 돌아간다.

그러나, 종래의 디스크 브레이크 장치의 브레이크 패드(101) 구조는 편평한 금속 재질의 백플레이트(103) 한쪽면에 라이닝(102)이 접착되어 있다.

그래서 과도한 브레이크 사용시 브레이크 패드(101)와 디스크에서 발생한 고온의 열을 외부로 배출하는 방열성이 좋지 않아 디스크의 열변형 원인과 라이닝(102)의 과다 마모 원인이 되었다. 또한 베이퍼 록과 페이드 현상이 발생이 쉽고, 상기 현상이 발생한 후에도 브레이크 장치의 성능이 원상태로 회복되는 속도가 느리다.

이와 같이 종래의 방열성이 좋지 않은 브레이크 패드(101)는 브레이크 장치의 내구성에 영향을 미치고 운전자의 안전에 심각한 영향을 미친다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 브레이크 패드의 백플레이트에 방열홈을 형성시켜 브레이크 작동시 브레이크 패드와 디스크가 마찰하여 발생하는 고열이 방열되는 것을 쉽게 함으로서 디스크의 열변형과 라이닝의 과다 마모를 막을 수 있고, 더불어 긴 내리막 길 등에서 브레이크의 과다 사용시 발생하는 페이드 현상과 베이퍼 록의 발생을 줄여 운전자의 안전을 확보하는데 목적이 있다.

도 1은 종래 브레이크 패드의 측면도.

도 2는 종래 브레이크 패드의 평면도.

도 3은 본 발명이 적용된 브레이크 패드를 갖는 디스크 브레이크 조립체.

도 4는본 발명에 따른 브레이크 패드의 저면도.

도 5는 본 발명에 따른 브레이크 패드의 평면도.

도 6은 본 발명에 따른 브레이크 패드의 측면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 패드의 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 디스크 4 : 캘리퍼

6 : 브레이크 패드 8 : 허브휠

10 : 백플레이트 12 : 라이닝

14 : 방열홈 16 : 방열편

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 디스크를 압착하여 제동력을 발생시키는 디스크 브레이크 장치 중 백플레이트와 라이닝이 접착 결합되어 있는 브레이크 패드에 있어서, 상기 백플레이트에 방열홈을 형성시킨 브레이크 패드를 제공한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 디스크 브레이크 장치는 바퀴가 끼워지는 허브휠(8)과 상기 허브휠(8)과 결합되어 회전을 하는 디스크(2)와, 디스크(2)에 안장을 걸친 모양으로 설치되어 디스크(2)를 압착하여 제동함으로서 궁극적으로 디스크(2)와 결합된 허브휠(8)의 회전을 제동하는 캘리퍼(4)로 구성된다.

이와 같은 구성을 가진 디스크 브레이크 장치에서 디스크(2)를 제동하는 역할을 하는 캘리퍼(4)에는 디스크(2)의 양쪽에 설치되어 디스크(2)를 압착하여 제동력을 발생시키는 브레이크 패드(6)가 들어 있다.

여기서, 상기 브레이크 패드(6)는 도 4 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 백플레이트(10)에 라이닝(12)이 접착 결합되어 있는 형태로 되어 있는데, 백플레이트(10)의 백플레이트(10)와 라이닝(12)의 결합부 쪽에는 백플레이트(10)에 형성된 방열편(16)과 라이닝(12)이 접착 결합되어 있고 그 반대쪽 캘리퍼 피스톤(18)의 가압부 쪽 백플레이트(10)에는 방열홈(14)이 형성되어 있다.

상기 방열홈(14)은 세로로 복수개가 형성되어 있으며 각각의 형태는 양끝단 부위의 단면적보다 중간부의 단면적이 넓은 형태로 되어 있고, 방열홈(14)의 깊이를 깊게 하여 방열의 효과를 증대시키기 위하여 편평한 백플레이트(10)에서 캘리퍼 피스톤의 접촉부위를 돌출되게 설치한 후 방열홈(14)을 형성한다. 그리고, 캘리퍼 피스톤(18)에 의하여 가압되는 백플레이트(10)의 방열홈(14)과 방열편(16)의 위치는 서로 엇갈리지 않게 위치시킨다.

이와 같은 형태를 가진 브레이크 패드(6)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

디스크(2) 브레이크의 브레이크 패드(6)는 드럼 브레이크의 브레이크 슈보다 훨씬 작고, 반면에 디스크(2)를 누르는 힘은 몇 배나 크다. 이 때문에 브레이크 패드(6)는 브레이크 슈보다 더욱 심한 일을 하고 고열이 발생하며 수명도 짧다.

디스크(2) 브레이크 장치의 브레이크 패드(6)의 이러한 특성 때문에 브레이크 패드(6)의 방열성을 좋게 해야 할 필요가 있는데, 백플레이트(10)에 형성된 상기 방열홈(14)은 공기통로 역할을 함으로서 브레이크 패드(6)에서 발생된 열의 발산을 촉진시킨다. 또 라이닝(12)과 삽입 결합된 백플레이트(10)의 방열편(16)들은 라이닝(12)에서 발생한 열을 신속하게 백플레이트(10)로 전달하며, 전달된 열은 방열홈(14)을 통해 외부로 발산된다.

즉, 열의 발산을 촉진해 브레이크 제동시 발생하는 고열이 외부로 빨리 발산되므로 브레이크 패드(6)와 접촉하는 디스크(2)의 냉각 속도가 향상되어 디스크(2)의 열변형이 줄어들며, 라이닝(12)의 과다 마모도 방지되고 긴 내리막 길 등에서 브레이크의 과다 사용으로 발생하는 페이드 현상과 베이퍼 록 현상도 감소된다.

여기서, 방열홈(14)의 형태는 양끝단부의 단면적보다 중간부의 단면적이 더 넓은데 이는 라이닝(12)의 중앙에서 발생된 열은 외부로 발산되기가 라이닝(12)의 주위 테두리부보다 더 힘이 들므로 중앙부의 단면적을 더 넓게 해 공기와의 전체 접촉 면적을 넓힘으로서 라이닝(12) 중간부의 열발산율을 향상시킨 것이다.

또한, 백플레이트(10)의 라이닝(12) 접촉부에 형성된 방열편(16)과 반대쪽 방열홈(14)과의 위치는 나란하게 형성되어 있는데, 나란하지 않고 엇갈리게 형성될 경우 방열편(16)의 요부와 방열홈(14)의 요부의 위치가 일치하게 되어 요부가 일치한 쪽의 백플레이트(10) 두께는 얇아지게 되므로, 서로 나란하게 위치시켜 캘리퍼 피스톤에 의하여 브레이크 패드(6)가 가압되었을 경우 압력에 의하여 브레이크 패드(6)가 변형되는 것을 막을 수 있다.

도 7은 브레이크 패드(6)의 다른 형태를 나타낸 것으로, 방열홈(14)을 편평한 백플레이트(10)에 오목 형성시킨 것이다. 도 6에서와 같이 캘리퍼 피스톤(18)과 접촉되는 쪽의 백플레이트(10)를 돌출되게 한 후 방열홈(14)을 오목 형성시키지 않고 일반적인 브레이크 패드(6)의 형태인 편평한 백플레이트(10)에 바로 요홈을 형성시킴으로서 브레이크 패드(6)의 두께가 종래 보다 두꺼워지지 않았다.

그래서 종래의 브레이크 패드(6)와 두께가 같으므로 종래의 캘리퍼(4)에 호환 설치 가능하여 종래의 캘리퍼(4)에 바로 사용할 수 있다. 그래서 본 발명인 도 6에서와 같은 캘리퍼 피스톤(18)의 접촉부가 돌출된 브레이크 패드(6)를 사용하기 위해 그에 맞는 새로운 캘리퍼(4)를 만들 필요가 없다.

종래의 캘리퍼(4)에 곧바로 방열홈(14)이 있는 브레이크 패드(6)를 사용함으로서 종래의 브레이크 장치보다 효과적인 제동력을 얻을 수 있고 라이닝(12)의 과다 마모를 방지하며 디스크(2)의 열변형을 막을 수 있다. 여기에서 브레이크 패드(6)의 두께에 직접적인 영향을 주지 않는 방열편(16)은 형성시킬 수도 있고 형성시키지 않을 수도 있다.

끝으로, 이와 같은 형상을 가지는 본 발명의 브레이크 패드(6) 방열홈(14)의 방향은 도면에서와 같이 세로로 형성시키지 않고 즉, 디스크(2)의 방사형 방향으로 형성시키지 않고, 디스크(2)의 회전 방향 즉, 디스크(2)의 원주 방향으로 형성시킬 수도 있다.

이는 디스크(2)가 회전하며 공기의 흐름이 디스크(2)의 원주 방향으로 흐르며, 이에 따라 원주 방향으로 형성된 방열홈(14)을 따라 외부의 공기가 들어가 브레이크 패드의 열을 빼앗고 디스크(2)를 따라 반대편으로 흘러나간다. 이렇게 공기의 흐름이 좋아지므로 브레이크 패드(6)의 방열성이 좋아진다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 브레이크 패드의 백플레이트에 방열홈을 형성함으로 인해서 브레이크 패드의 방열성이 향상되어, 디스크의 열변형과 라이닝의 과다 마모를 줄일 수 있어 브레이크 장치의 내구성을 증대시키며 긴 언덕길을 내려 올 때 브레이크 과다 사용으로 발생하는 페이드 현상과 베이퍼 록 현상을 막아 운전자의 안전을 확보할 수 있다.

본 발명은 특정의 실시예에 관련하여 도시 설명했지만, 특허청구 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계의 통상의 지식을 가진자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 디스크(2)를 압착하여 제동력을 발생시키는 디스크(2) 브레이크 장치의 브레이크 패드(6)에 있어서, 상기 브레이크 패드(6)의 백플레이트(10)에 방열 수단을 형성시킨 것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 방열 수단은 백플레이트(10)의 백플레이트(10)와 캘리퍼 피스톤(18)과의 접촉부 쪽에 형성한 방열홈(14)인 것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 방열홈(14)은 끝단보다 중간 부위 홈의 단면적이 더 커지도록 한 것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 방열 수단은 백플레이트(10)의 백플레이트(10)와 라이닝(12)과의 접촉부 쪽에 형성한 방열편(16)인 것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 방열홈(14)은 디스크(2)의 원주 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 패드.