KR20040095997A - 분리형 브레이크 디스크 - Google Patents

Abstract

차축과 결합되고 알루미늄 합금으로 형성되는 원형의 브레이크 디스크 본체와, 상기 브레이크 디스크 본체와 분리 가능하도록 양측으로 체결되며, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 주철제의 플레이트를 포함하여 구성되는 자동차용 브레이크 디스크로서, 상기 브레이크 디스크 본체의 내측의 표면 내주부 근처로 날개체가 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되어진 산부가 형성되고, 상기 내주부와 외주부 사이의 표면으로 돌기체가 일정한 간격을 두고 형성된 엠보부가 형성되며, 상기 디스크 본체의 외측의 표면에는 돌기체가 일정한 간격을 두고 형성된 엠보부가 형성되어 플레이트가 상기 엠보부에 안착됨을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크가 개시된다.

Description

분리형 브레이크 디스크{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 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 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, 구조적으로 방열작용이 우수한 구조를 채용하여 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 금속판(플레이트)만을 교환함으로서 브레이크 디스크 교체 비용을 현저하게 절감하며 반영구적인 브레이크 디스크를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 디스크 본체와 플레이트가 체결되는 것을 보이는 도면이고,

도 2는 본 발명의 디스크 본체와 플레이트가 체결된 상태의 사시도이고,

도 3은 본 발명의 디스크 본체의 내측방향의 사시도이고,

도 4는 본 발명의 디스크 본체의 내측방향의 정면도이고,

도 5는 본 발명의 디스크 본체의 외측방향의 사시도이고,

도 6은 본 발명의 디스크 본체의 외측방향의 정면도이고,

도 7은 본 발명의 디스크 본체의 측면도이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 차축과 결합되고 알루미늄 합금으로 형성되는 원형의 브레이크 디스크 본체와, 상기 브레이크 디스크 본체와 분리 가능하도록 양측으로 체결되며, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 주철제의 플레이트를 포함하여 구성되는 자동차용 브레이크 디스크로서, 상기 브레이크 디스크 본체의 내측의 표면 내주부 근처로 날개체가 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되어진 산부가 형성되고, 상기 내주부와 외주부 사이의 표면으로 돌기체가 일정한 간격을 두고 형성된 엠보부가 형성되며, 상기 디스크 본체의 외측의 표면에는 돌기체가 일정한 간격을 두고 형성된 엠보부가 형성되어 플레이트가 상기 엠보부에 안착됨을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크를 제공하는 것에 의해 달성된다.

여기서 상기 날개체의 형상은 그 단면이 삼각형상, 직사각형, 타원형 등이 될 수 있다. 또한 상기 돌기체의 형상 또한 원형, 사각형, 마름모, 다이아몬드형, 육각형, 팔각형 등 다양한 것일 수 있으며, 금형공정상 원형의 것을 생각해 볼 수 있다. 또한 돌기체의 크기는 모두 동일하게 할 수 있으며, 일정한 원주상에 있는 것 끼리만을 동일한 크기로 할 수도 있다. 디스크 본체의 표면에 3개의 임의의 원주를 생각하고 첫번째 및 세번째 원주상에는 동일한 크기의 원형의 돌기체를 배치하고 가운데의 원주상에는 이 보다는 작은 크기의 원형의 돌기체를 배치하는 것을 생각할 수 있다. 또한 플레이트를 결합시키기 위한 나사체결홈을 상기 첫번째 및 세번째 원주상에 형성된 돌기체에 형성하는 것을 생각해 볼 수 있다.

이와 같은 구성을 같는 디스크는 다음과 같은 특징이 있다. 즉, 디스크 본체의 표면과 이와 체결되는 플레이트 사이에는 플레이트를 떠 받치는 돌기체에 의해 수 많은 공간이 형성되는데, 제동 시 브레이크 패드와의 마찰에 의해 발생된 마찰열이 상기 디스크 본체의 표면과 플레이트 사이에 형성된 공간으로 불어 들어오는 바람에 의해 방열이 되어지고, 또한 디스크 본체의 내주부 근처에 일정한 간격을두고 방사상으로 형성된 날개체에 의해서도 방열이 이루어져서 제동에 의해 발생된 마찰열을 신속히 외부로 발산하게 되는 효과가 있게 된다.

또한 상기의 구조이기 때문에 디스크의 회전으로 디스크의 중심으로 불어오는 바람이 산부의 날개체들의 사이로 흐르게 되고 산부와 인접해 있는 엠보스부(의 상면에서 마찰에 의해 열이 발생한다.)에서 발생하는 열을 역시 상기 산부의 날개체들의 사이로 흐르게 하여 방열을 신속히 하게 되는 것이다.

또한 본 발명의 상기 디스크 본체의 외측 내주부에 형성된 보스부의 측면에는 일정한 높이를 갖는 날개체가 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되어진 것일 수 있다. 즉 디스크 본체의 내주부에 일정 높이로 형성된 보스(허브)의 측면에 디스크 본체의 표면 내측에 형성된 산부처럼 날개체가 일정한 간격으로 방사상으로 형성되어 산부를 이룸으로써 차축의 회전으로 인해 디스크에 축적된 열을 외부로 재 빨리 내 보내도록 한 것이다.

또한 상기의 본 발명의 디스크에서 상기 산부의 높이는 플레이트의 두께보다 같거나 큰 것이 바람직하다.

또한 상기 브레이크 디스크 본체와 상기 플레이트는 상기 돌기체에 형성된 나사체결홈에 나사결합되는 것이 바람직하다.

또한 상기 플레이트에는 다수의 기공이 형성된 것일 수 있다.

또한 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 것일 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고로하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

첨부된 도면 중 도 1은 본 발명의 디스크 본체와 플레이트가 체결되는 것을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 디스크 본체와 플레이트가 체결된 상태의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 디스크 본체의 내측방향의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 디스크 본체의 내측방향의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 디스크 본체의 외측방향의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 디스크 본체의 외측방향의 정면도이고, 도 7은 본 발명의 디스크 본체의 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 브레이크 디스크는 차축(미도시)과 결합되고 알루미늄 합금으로 형성되는 원형의 브레이크 디스크 본체(100)와, 이 브레이크 디스크 본체(100)와 분리 가능하도록 양측으로 체결되며, 브레이크 패드(미도시)에 마찰면을 제공하는 양 측의 플레이트(300a, 300b)를 포함하며 디스크 본체(100)와 플레이트(300a, 300b)는 나사(10) 및 핀(50)에 의해 체결된다. 나사(10)는 플레이트(300a, 300b)에 형성된 구멍을 통해서 나사머리부가 완전히 상기 플레이트(300a, 300b)에 함몰되어 디스크 본체(100)의 돌기체(121, 221)에 형성된 나사체결홈(122, 222)과 결합된다. 나사(10)에 의한 브레이크 디스크 본체(100)와 좌측 및 우측 플레이트(300a, 300b)의 체결이 이루어지므로 접합을 위한 고가의 접합장치가 필요 없게 되어 조립의 용이성과 제작비의 저렴화를 도모할 수 있다.

또한 지속적인 제동 작용으로 인해 플레이트(300a, 300b)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.

핀(50)은 디스크 본체(100)의 사등분 선상에 형성된 4개의 핀공(223)을 관통해서, 플레이트(300a, 300b)에, 상기 4개의 핀공(223)과 서로 대향하는 곳에 형성된 홈(223)에 삽입된다. 이에 의해 강한 제동력에 의한 브레이크 디스크 본체(100)와 좌우측 플레이트(300a,300b) 사이의 슬립현상이 방지된다.

다음으로 본 발명의 디스크 본체(100)에 대해서 도 3내지 도 7를 참고하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 디스크 본체(100)를 내측에서 바라본 사시도로서, 도시된 바와 같이, 디스크 본체(100)의 중심부의 공간을 통해서 차축(미도시)이 삽입되고, 내주부에 형성된 구멍(130)을 통해서 허브(미도시)가 삽입되어 너트(미도시)로 체결된다. 내주부의 외측으로는 보스(150)부가 형성되어 있다. 또한 내측의 디스크 본체의 표면은 내주부 근처로 단면이 삼각형상의 날개체(111)가 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되어진 산부(110)가 형성되어 있으며, 상기 내주부와 외주부 사이의 표면으로 돌기체(121)가 일정한 간격을 두고 형성된 엠보부(120)가 형성되어 있다. 또한 상기 디스크 본체(100)의 외측의 표면에는 도 6에서와 같이, 돌기체(221)가 일정한 간격을 두고 형성된 엠보부(220)가 형성된다.

또한 디스크 본체(100)의 외측의 내주부의 보스(150)의 측면과 표면의 일부에는 단면이 삼각형상의 날개체(151)가 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되어져있다.

또한 상기 디스크 본체(100)의 외측의 내주부의 보스(150)의 측면에서부터 단면이 삼각형상의 날개체(211)가 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되어진 산부(210)가 형성되어 있는데, 내측에 형성된 날개체(111)보다는 그 길이가 짧게 형성되어 있다.

본 발명의 브레이크 디스크 본체(100)의 이상과 같은 구조는 그 단면이 도 7에 도시되어 있다. 즉 외측(그림의 위쪽)으로는 산부(110)가 형성되어 있고, 그 하부에는 엠보부(120)가 형성되어 있다. 또한 내측으로는 엠보부(220), 산부(210) 및 보스부(150)가 형성되어 있다.

이상 설명한 브레이크 디스크 본체(100)는 알루미늄 등의 경량화 합금으로 형성되며, 양측의 플레이트(300a, 300b)는 주철 또는 비철계열로 형성한다.

본 발명의 브레이크 디스크는 분리형으로서 정비가 용이할 뿐만 아니라 제동시 발생하는 마찰열의 방열이 탁월하여 제동거리가 짧아지고, 고속주행 중의 급제동시 떨리는 현상도 현격히 감고한 것으로 나타났다.

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, 브레이크 디스크 본체에 내마모성이 높은 주철 또는 비철 계열의 금속판을 체결수단에 의해 체결시켜 착탈을 가능하도록 하여 유지 보수 시 정비 및 교환이 용이하다.

열전도율이 좋은 알루미늄 합금으로 사용하여 방열이 우수한 브레이크 디스크를 제공하여 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.

Claims (6)

1. 차축과 결합되고 알루미늄 합금으로 형성되는 원형의 브레이크 디스크 본체와, 상기 브레이크 디스크 본체와 분리 가능하도록 양측으로 체결되며, 브레이크 패드에 마찰면을 제공하는 플레이트를 포함하여 구성되는 자동차용 브레이크 디스크에 있어서,

   상기 브레이크 디스크 본체(100)의 내측의 표면 내주부 근처로 일정한 높이를 갖는 날개체(111)가 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되어진 산부(110)가 형성되고, 상기 내주부와 외주부 사이의 표면으로 돌기체(121)가 일정한 간격을 두고 형성된 엠보부(120)가 형성되고,

   상기 디스크 본체(100)의 외측의 표면에는 돌기체(221)가 일정한 간격을 두고 형성된 엠보부(220)가 형성되어 플레이트(300a, 300b)가 상기 엠보부(120, 220)에 안착됨을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 디스크 본체(100)의 외측 내주부에 형성된 보스부(150)의 측면에는 일정한 높이를 갖는 날개체(151)가 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되어진 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
3. 제 1항에 있어서, 상기 산부(110)의 높이는 플레이트(300a, 300b)의 두께보다 같거나 큰 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
4. 제 1항에 있어서, 상기 브레이크 디스크 본체(100)와 상기 플레이트(300a, 300b)는 상기 돌기체(121, 221)에 형성된 나사체결홈(122, 222)에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
5. 제 1항에 있어서, 상기 플레이트(300a, 300b)에는 다수의 기공(301)이 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크 디스크 본체(100)에는 다수의 핀공(123)이 형성되고, 상기 플레이트(300a, 300b)에는 상기 핀공(123)과 서로 대향하는 홈(223)이 구비되어 상기 브레이크 디스크 본체(100)의 핀공(123)을 관통한 고정핀(50)의 양단이 상기 홈(223)으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 분리형 브레이크 디스크.