KR20010082476A

KR20010082476A - 분리형 브레이크 디스크

Info

Publication number: KR20010082476A
Application number: KR1020010045024A
Authority: KR
Inventors: 송문구; 손정현
Original assignee: 송문구; 손정현
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2001-08-30
Also published as: AU2001286307A1; KR100343068B1; WO2002031376A1

Abstract

본 발명은 자동차용 브레이크 디스크에 있어서, 차축과 결합되고 알루미늄 합금으로 형성되는 브레이크 디스크 본체와, 브레이크 디스크 본체와 분리 가능하도록 좌우 양측으로 체결되며, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 좌측 및 우측 플레이트를 포함하여 구성되는 분리형 브레이크 디스크에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 브레이크 디스크를 분리형으로 구성하여 브레이크 패드와의 마찰에 의한 누적마모에 따른 브레이크 디스크의 교체가 요구될 경우에 마모가 이루어지는 플레이트만을 교환하게 되므로 정비의 저렴화와 높은 효율성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

Description

분리형 브레이크 디스크{Separating brake disc}

본 발명은 자동차용 브레이크 디스크에 있어서, 차축과 결합되고 알루미늄 합금으로 형성되는 브레이크 디스크 본체와, 브레이크 디스크 본체와 분리 가능하도록 좌우 양측으로 체결되며, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 좌측 및 우측 플레이트(plate)를 포함하여 구성되는 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 압착시 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 밀어내어 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 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 디스크 본체에 내마모성이 높은 주철 또는 비철 계열의 금속판을 체결수단에 의해 체결시켜 착탈을 가능하도록 하여 유지 보수 시 정비 및 교환을 용이하게 하는 분리형 브레이크 디스크를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 열전도율이 좋은 알루미늄 합금으로 사용하여 방열이 우수한 브레이크 디스크를 제공하여 무게를 감소시키며 연비절감 및 차량수명이 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 주철 또는 비철계열 금속판만을 교환함으로서 브레이크 디스크 교체 비용을 현저하게 절감하며 반영구적인 브레이크 디스크를 제공하는데 있다.

도 1 은 본 발명의 구체적인 일실시예에 따른 분리형 브레이크 디스크의 조립사시도이다.

도 2 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리형 브레이크 디스크의 분해 사시도이다.

도 3 은 도 2 의 실시예에 따라 조립이 완료된 상태의 분리형 브레이크 디스크의 사시도이다.

도 4 은 본 발명의 분리형 브레이크 디스크를 채용한 디스크형 브레이크 장치의 작동 상태를 도시한 개략 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 브레이크 디스크 10,100 : 브레이크 디스크 본체

20a,200a : 좌측 플레이트 20b,200b : 우측 플레이트

30,300 : 나사 110 : 요부

120 : 철부 150 : 핀공

250 : 홈 15,25,210 : 체결공

400 : 고정핀

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 청구항 1 에 기재된 바와 같이, 차축과 결합되고 알루미늄 합금으로 형성되는 브레이크 디스크 본체와, 브레이크 디스크 본체와 분리 가능하도록 양측으로 체결되며, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 플레이트를 포함하여 구성되는 분리형 브레이크 디스크를 제공한다.

또한 청구항 2 의 발명에서는 브레이크 디스크 본체를 심부와, 심부의 양측을 둘러싸는 페이싱(facing)으로 구성하고, 심부와 페이싱은 일체형으로 형성하여 브레이크 패드와의 마찰에 따라 발생하는 마찰열을 심부의 유도에 따라 외부로 신속하게 배출할 수 있게 한다.

더 나아가 청구항 3의 기재와 같이 본 발명의 다른 실시예에서, 브레이크 디스크 본체의 표면은 요부와 철부가 방사형을 이루며 교대로 형성하여 자체적인 중량을 줄이며 브레이크 디스크 본체로의 마찰열 흐름을 제어하여 신속한 배출을 도모하게 한다.

청구항 4 에서는 상술의 브레이크 디스크 본체의 재질을 방열성이 우수한 경량화 합금인 알루미늄으로 형성된 브레이크 디스크 본체와 양측 플레이트를 나사결합에 의해 체결되도록 하여 장탈착이 가능하도록 한다.

청구항 5 에서는 본 발명의 다른 실시예에서 브레이크 디스크 본체의 표면에 나사 결합이 이루어지는 위치의 반대면으로 일정두께의 나사고정부를 형성하여 나사가 안정되게 체결되도록 한다.

청구항 6 에서는 브레이크 디스크 본체 또는 플레이트내에 다수의 기공을 형성하여 브레이크 패드의 압착에 의해 발생하는 마찰열의 방열효과를 높인다.

더불어 청구항 7 에서는 브레이크 디스크 본체에는 다수의 핀공이 형성되고, 플레이트에는 상기 핀공과 서로 대향하는 홈이 구비되어 브레이크 디스크 본체의 핀공을 관통한 고정핀의 양단이 홈으로 삽입되도록 하여 부가적인 체결 결합력을 얻어 브레이크 디스크 본체와 플레이트 사이에서의 슬립(slip)을 방지한다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예의 구성 및 작용에 관하여 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 분리형 브레이크 디스크의 조립사시도이다.

도 1 에 도시한 바와 같이, 분리형 브레이크 디스크(1)는 차축과 결합되며 알루미늄 등의 경량화 합금으로 형성되는 브레이크 디스크 본체(10)와, 브레이크 디스크 본체(10)와 분리 가능하도록 좌우 양측으로 체결되며 주철 또는 비철계열 금속으로 형성되는 좌측 및 우측 플레이트(20a,20b)로 구성된다.

브레이크 디스크 본체(10)는 심부(11)와 상기 심부(11)의 양측을 둘러싸는 페이싱(12)의 일체형인 알루미늄 합금으로 구성하여, 브레이크 패드(B : 도 4 참조)와의 접촉에 의해 발생하는 마찰열을 심부(11)로 유도하여 외부로 배출시킨다.

더욱이 경량화 금속인 알루미늄으로 구성되어 있기 때문에 전체 브레이크 디스크의 무게를 크게 줄일 수 있으며, 연비의 절감효과도 우수하게 된다.

또한 브레이크 디스크 본체(10)의 표면에 다수의 체결공(15)을 형성하고, 동일하게 좌측 및 우측 플레이트(20a,20b)에도 브레이크 디스크 본체(10)의 체결공(15)의 위치와 일치되도록 체결공(25)을 형성한다.

이는 브레이크 디스크 본체(10)와 좌측 및 우측 플레이트(20a,20b)를 체결할 경우, 체결공(15,25)이 서로 일치하도록 하고, 이들을 관통하는 나사(30)에 의해 체결 작업을 수행하기 위한 것이다.

체결수단인 나사(30)가 체결공(15,25)을 관통하게 되면 너트(35)로 나사(30)를 지지하여 체결을 완료하며, 이때 나사(30)와 너트(35)가 좌측 및 우측 플레이트(20a,20b)의 표면으로 돌출되는 것을 방지하기 위해 체결공(25)의 지름을 나사(30)나 너트(35)의 지름보다 크게 형성한다.

또한, 나사(30)와 너트(35)의 플레이트(20a,20b)의 삽입 깊이를 적정 마모 이하로 하고 이 범위내에서 체결이 이루어지도록 하여 플레이트(20a,20b)가 패드와의 마찰로 인해 일정부분 마모되더라도 나사(30)나 너트(35)가 플레이트(20a,20b)의 표면위로 돌출되는 것을 방지한다.

바람직하게는 심부(11)의 위치에 대응되는 페이싱(12)이나 플레이트(20a,20b) 표면에 더 나아가서 브레이크 디스크 본체(10)에 기공을 형성하게 되면 마찰열의 배출을 촉진할 수 있다.

본 발명인 분리형 브레이크 디스크의 다른 실시예를 도 2 와 도 3 에 도시한다.

도 2 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리형 브레이크 디스크의 분해 사시도이고, 도 3 은 실시예에 따라 조립이 완료된 상태의 분리형 브레이크 디스크의 사시도이다.

도 2 와 도 3 에 도시한 바와 같이, 분리형 브레이크 디스크(1)는 알루미늄 등의 경량화 합금으로 형성되는 브레이크 디스크 본체(100)와 주철 또는 비철계열의 금속판인 좌측 및 우측의 플레이트(200a, 200b)로 구성된다.

브레이크 디스크 본체(100)의 표면에는 요부(110)와 철부(120)가 중심을 기준으로 방사형으로 교대로 성형되는데, 요부(110)에는 나사(300)가 삽입되어 안착될 수 있도록 나사공(115)이 형성된다.

또한 나사(300)의 삽입되는 요부(110)의 뒷면에는 브레이크 디스크 본체(100)의 원주측으로 일정두께의 나사고정부(125)가 형성되어 삽입된 나사(300)가 안정되게 체결되도록 지지한다.

요부(110)와 철부(120)의 형성은 브레이크 디스크 본체(100)의 전후면을 보았을 때 바람직하게는 도 2 에 도시한 바와 같이 요부(110)와 철부(120)를 엇갈리게 배열하여 표면의 활용을 극대화시킨다.

철부(120)는 마찰열의 유도통로로서 사용되며, 좌측 및 우측 플레이트(200a,200b)의 표면에는 바람직하게는 상기의 철부(120) 위치와 일치하도록 다수의 기공(220)이 설치되고, 브레이크 패드(B)와의 접촉시 발생하는 마찰열이기공(220)과 철부(120)의 유도를 통해 배출되도록 하여 방열 효과를 도모하게 한다.

좌측 및 우측 플레이트(200a,200b)의 표면에는 요부(110)의 나사공(115)이 형성된 위치에 따라 다수의 체결공(210)을 형성하고 이곳으로 나사(300)를 삽입하여 브레이크 디스크 본체(100)와의 체결을 이룬다.

체결수단인 나사(300)는 좌측 및 우측 플레이트(200a,200b)의 표면위로 나사(300)의 두부가 돌출되어 브레이크 패드(B)와 충돌되는 것을 막기 위해 체결공(210)의 직경을 나사의 두부 직경 보다 조금 크게 형성한다.

또한 나사(300)를 플레이트(200a,200b)의 적정 마모 이하까지 깊게 삽입되게 하여 플레이트(200a,200b)가 일정부분 마모되더라도 나사(300)의 두부가 플레이트(200a,200b)의 표면위로 돌출되지 않도록 한다.

본 발명에서는 체결수단으로써 나사를 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 브레이크 디스크 본체(100)에는 다수의 핀공(150)이 형성되고, 좌측 및 우측 플레이트(200a,200b)에는 핀공(150)과 서로 대향하는 홈(250)이 구비되어 브레이크 디스크 본체(100)의 핀공(150)을 관통한 고정핀(400)의 양단이 홈(250)으로 삽입되도록 형성한다.

고정핀(400)의 삽입은 브레이크 패드(B)에 의한 강한 압착으로 발생하는 제동력으로 브레이크 디스크 본체(100)와 좌측 및 우측 플레이트(200a,200b)가 서로 슬립되는 것을 방지하기 위한 것이다.

즉, 차축(미도시)에 연결되어 계속 움직이려는 브레이크 디스크 본체(100)와 브레이크 패드(B)에 의해 정지되려는 좌측 및 우측 플레이트(200a,200b)의 상이한 관성에 의해 나사(300)가 파열되는 것을 방지하고 추가적인 체결 결합력을 부여하고자 하는 것이다.

이러한 구성을 갖는 분리형 브레이크 디스크의 작동을 도 1 에서 도 4 까지 도시된 실시예를 통해 살펴보면 다음과 같다.

일실시예에서 알루미늄 등의 경량화 합금으로 형성한 브레이크 디스크 본체(10)의 좌측 및 우측에 각각 주철 또는 비철계열 금속의 플레이트(20a,20b)를 위치시키고, 브레이크 디스크 본체(10)에 형성된 체결공(15)과 좌측 및 우측 플레이트(20a,20b)에 형성된 체결공(25)을 서로 일치시켜 나사(30)가 관통할 수 있게 한다.

체결공(15,25)을 경유한 나사(30)를 너트(35)로 체결하여 브레이크 디스크 본체(10)에 좌우측 플레이트(20a,20b)를 장착한다.

다른 실시예에서도 동일하게 브레이크 디스크 본체(100)의 좌우측에 각각 플레이트(200a,200b)를 위치시키되, 좌우측 플레이트(200a,200b)의 체결공(210)을 브레이크 디스크 본체(100)의 나사공(115)에 일치되도록 한다.

나사공(115)이 형성되는 요부(110)는 브레이크 디스크 본체(100)의 전후면에 그 위치가 일직선상에 놓여있지 않으며 이로 인해 플레이트(200a,200b)상의 체결공(210)의 위치도 좌우측이 달라지게 된다.

그 후, 좌우측에서 나사(300)를 체결공(210)을 통해 나사공(115)에 나사산운동시키면 나사(300)는 나사고정부(125)에 안착된다.

나사(300)가 삽입되어 지지되는 체결공(210)은 좌우측 플레이트(200a,200b)의 적정 마모부분 이하로 형성되어 있어 나사(300)의 두부의 돌출에 의한 브레이크 패드(B)의 파손을 방지한다.

이 때 좌우측 플레이트(200a,200b)의 기공(220)의 위치는 브레이크 디스크 본체(100)의 철부(120)에 일치된다.

고정핀(400)의 장착은 우선 나사(300)에 의한 체결 전에, 고정핀(400)을 브레이크 디스크 본체(100)의 핀공(150)에 관통시킨 후, 좌우측 플레이트(200a,200b)의 장착과 함께 고정핀(400)의 양단이 홈(250)으로 삽입되도록 한다.

이하에서는 상술의 과정을 거쳐 조립을 완성한 분리형 브레이크 디스크를 채용한 디스크형 브레이크 장치의 작동 상태를 간략하게 설명한다.

도 4 는 본 발명의 분리형 브레이크 디스크를 채용한 디스크형 브레이크 장치의 작동 상태를 도시한 개략 단면도이다.

도 4 에 도시한 바와 같이, 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 마스터 실린더(미도시)에서 생성된 유압이 피스톤(A)에 작용되어 브레이크 디스크(1) 쪽으로 좌우의 브레이크 패드(B)를 밀어내며, 이 브레이크 패드(B)가 분리형 브레이크 디스크(1)를 압착하면서 회전을 저지시키게 된다.

브레이크 패드(B)와 좌우측 플레이트(200a,200b)의 접촉으로 발생한 제동력은 나사(300)에 의해 장착되어 있는 브레이크 디스크 본체(100)에 전달되게 된다.

이 때 브레이크 패드(B)와 좌우측 플레이트(200a,200b)의 마찰에 따라 발생하는 마찰열은 다수의 기공(220)에 유도되어 브레이크 디스크 본체(100)의 철부(120)를 통해 외부로 방출된다.

좌측과 우측에서 발생하는 마찰열은 서로 다른 경로의 철부(120)를 통해 방출됨으로 신속한 배출이 가능하여 방열성이 향상된다.

더욱이 고정핀(400)이 브레이크 디스크(1) 내부에 삽입되어 브레이크 디스크 본체(100)와 좌우측 플레이트(200a,200b)를 지지하고 있는 상태이므로, 강한 제동력에 의한 브레이크 디스크 본체(100)와 좌우측 플레이트(200a,200b) 사이의 슬립현상도 방지된다.

본 발명의 분리형 브레이크 디스크(1)는 나사(30,300)에 의한 브레이크 디스크 본체(10,100)와 좌측 및 우측 플레이트(20a,20b,200a,200b)의 체결이 이루어지므로 접합을 위한 고가의 접합장치가 필요없게 되어 조립의 용이성과 제작비의 저렴화를 도모할 수 있다.

또한 지속적인 제동 작용으로 인해 플레이트(20a,20b,200a,200b)에 누적 마모가 발생하여 브레이크 디스크의 교체가 필요할 경우에, 브레이크 디스크 전체를 교환하지 않고 마모된 부위의 플레이트만을 교환하면 되기 때문에 정비 및 교환이 용이해지는 동시에 비용도 절감된다.

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 가진자에게 명백하다 할 것이다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 브레이크 디스크 본체에 내마모성이 높은 주철 또는 비철 계열의 금속판을 체결수단에 의해 체결시켜 착탈을 가능하도록 하여 유지 보수 시 정비 및 교환을 용이하게 하는 분리형 브레이크 디스크를 제공할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은, 열전도율이 좋은 알루미늄 합금으로 사용하여 방열이 우수한 브레이크 디스크를 제공하여 무게를 감소시키며 연비절감 및 차량수명이 최대로 연장할 수 있다.

본 발명은 브레이크 패드와의 접촉으로 브레이크 디스크가 누적 마모에 의해 교환이 필요할 경우에 브레이크 디스크 자체를 교환하지 않고 마모된 주철 또는 비철계열 금속판만을 교환함으로서 브레이크 디스크 교체 비용을 현저하게 절감하며 반영구적인 브레이크 디스크를 제공할 수 있다.

Claims

자동차용 브레이크 디스크에 있어서,

차축과 결합되고 알루미늄 합금으로 형성되는 브레이크 디스크 본체와,

상기 브레이크 디스크 본체와 분리 가능하도록 양측으로 체결되며, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 플레이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
제 1 항에 있어서, 상기 브레이크 디스크 본체는 심부와 상기 심부의 양측을 둘러싸는 페이싱으로 구성하되, 상기 심부와 페이싱은 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
제 1 항에 있어서, 상기 브레이크 디스크 본체의 표면은 요부와 철부가 방사형을 이루며 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크 디스크 본체와 상기 플레이트는 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 브레이크 디스크 본체의 표면에는 나사 결합이 이루어지는 위치의 반대면으로 나사가 안정되게 체결되도록 일정두께의 나사고정부가 형성되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크 디스크 본체 및/또는 플레이트에는 다수의 기공이 형성되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크 디스크 본체에는 다수의 핀공이 형성되고, 상기 플레이트에는 상기 핀공과 서로 대향하는 홈이 구비되어 상기 브레이크 디스크 본체의 핀공을 관통한 고정핀의 양단이 상기 홈으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.