KR200474267Y1 - 차량용 브레이크 드럼 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 브레이크 드럼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중심축이 수평을 향하도록 배치되며 내주면에 브레이크 라이닝(20)이 압착되는 원통부(110); 상기 원통부(110)의 내주면 중 상기 브레이크 라이닝(20)이 압착되는 지점에 결합되는 고강도 부재(120);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 의하면, 자동차용 브레이크 드럼의 내구성, 내마모성 및 내식성을 향상시켜 브레이크 드럼의 마모로 인한 안전사고 등을 예방하고, 브레이크 드럼의 교체주기를 길게 하여 운전자의 비용부담을 덜어 줄 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 브레이크 드럼{Brake drum for vehicle}

본 고안은 차량용 브레이크 드럼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브레이크 드럼의 내주면에 고강도 부재가 결합됨으로써, 내구성, 내마모성 및 내식성이 향상된 차량용 브레이크 드럼에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 장착되는 브레이크는 주행 중인 자동차를 감속하거나 정지 또는 정지상태를 유지시키기 위한 장치이다. 이러한 기능을 하는 브레이크는 주행 중의 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해서 열에너지로 바꾸고, 그 마찰열을 대기 중에 방출하여 제동을 하는 방식으로써, 드럼식 유압 브레이크와 디스크식 유압 브레이크가 있다.

상기 드럼식 유압 브레이크는 디스크 대신에 휠과 함께 회전하는 드럼의 내부에서 라이닝이 마찰하여 제동력을 얻는 것이다. 도 1 및 도 2는 이러한 종래의 브레이크 드럼(10)의 구조를 개략적으로 보인 정면도와 단면도로서, 종래의 브레이크 드럼(10)은 원통형의 몸체(12)로 구성되고, 상기 몸체(12)는 자동차의 구동시 휠(미도시)과 함께 회전한다. 그리고 자동차의 제어시에는 외주면에 브레이크 라이닝(20)이 부착되어 있는 브레이크슈(미도시)가 작동되어 회전하는 브레이크 드럼(10)의 몸체(12) 내주면에 브레이크슈에 부착된 브레이크 라이닝(20)이 압착됨으로써 마찰 제동력을 발휘하는 것이고, 제동이 해제되면 브레이크슈가 원래의 위치로 복원되어 상기 브레이크 라이닝(20)이 다시 몸체(12)의 내주면과 이격되는 것이다.

한편, 이러한 제동이 반복됨에 따라 브레이크 라이닝(20)도 마찰 마모되지만, 휠(미도시)과 함께 회전하는 브레이크 드럼(10)의 몸체(12) 내주면도 마모손상되며, 브레이크 드럼(10)이 과다하게 마모되면 큰 회전 토크가 걸리게 되고 강성이 취약해지게 된다. 즉, 브레이크 드럼(10)의 파손으로 인한 제동 안전성에 문제가 발생될 우려가 있어 브레이크 드럼(10)의 교환이 요구되는데, 자동차업계에서는 통상적으로 1mm이상 마모가 발생되면 교환할 것을 권고하고 있다.

이를 위해 운전자는 차량을 정비소에 맡기게 되고, 여기에서는 정비자가 수작업으로 브레이크 드럼(10)의 내경을 측정하여 마모정도를 확인한다. 그리고 이 결과를 토대로 브레이크 드럼(10)의 교환여부를 결정한다. 그러나, 브레이크 드럼(10)의 교환에는 많은 비용이 소모되어, 운전자에게 부담으로 작용하고 있다.

따라서, 브레이크 드럼(10)의 내구성을 향상시키고자 국내 공개실용신안 제1998-016540호의 "내마모성 브레이크 드럼"에서는 브레이크 드럼의 내부 마찰면에 원주방향을 따라 세라믹층을 형성함으로써, 마모성과 내열성을 증가시켜 브레이크 드럼의 내부 마찰면이 불규칙하게 마모되는 현상을 격감시키도록 하였다. 그러나, 브레이크 드럼의 내주면 전체에 세라믹층을 형성하는 것은 비효율적일 뿐 아니라, 제조단가가 크게 상승되고, 코팅층의 두께가 얇아 제동이 반복되면 코팅층이 쉽게 파괴되는 단점이 있었다.

KR 20-1998-016540 U

따라서, 본 고안의 목적은 종래의 브레이크 드럼이 갖는 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로, 브레이크 드럼의 내주면 중 브레이크 라이닝이 압착되는 지점에 고강도 부재가 결합됨으로써, 내구성, 내마모성 및 내식성이 향상된 자동차용 브레이크 드럼을 제공하는 것이다.

아울러, 상기 고강도 부재의 마모시 브레이크 드럼 전체를 교체하는 것이 아닌 고강도 부재만을 추가로 보강함으로써, 브레이크 드럼의 교체시기를 현저히 늦출 수 있도록 하는 것이다.

본 고안의 자동차용 브레이크 드럼은, 중심축이 수평을 향하도록 배치되며 내주면에 브레이크 라이닝이 압착되는 원통부; 상기 원통부의 내주면 중 상기 브레이크 라이닝이 압착되는 지점에 결합되는 고강도 부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 원통부의 내주면 중 상기 고강도 부재가 결합되는 지점에는 상기 고강도 부재의 전체 또는 일부가 인입되는 요입홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 요입홈은 상기 고강도 부재의 일부만이 인입되도록 결합되어, 상기 고강도 부재는 상기 원통부 내주면보다 돌출되는 것을 특징으로 한다.

상기 요입홈은 상기 고강도 부재의 전체가 인입되도록 결합되어 상기 고강도 부재와 상기 궝통부 내주면이 하나의 면을 이루도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 고강도 부재는 육성용접 비드인 것을 특징으로 한다.

상기 요입홈은 바닥보다 입구가 넓은 형상을 이루도록 측벽이 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 요입홈의 측벽은 상기 원통부 내주면의 접선과 60°의 각을 이루도록 경사지게 형성되고,

상기 요입홈의 깊이는 3~4mm이고, 폭은 150~200mm인 것을 특징을 한다.

본 고안에 의하면, 자동차용 브레이크 드럼의 내구성, 내마모성 및 내식성을 향상시켜 브레이크 드럼의 마모로 인한 안전사고 등을 예방하고, 브레이크 드럼의 내구연한을 길게 하여 운전자의 비용부담을 덜어 줄 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 브레이크 드럼을 나타낸 정면도.
도 2는 종래의 브레이크 드럼을 나타낸 단면도.
도 3은 본 고안에 의한 브레이크 드럼을 나타낸 단면도.
도 4는 본 고안에 의한 브레이크 드럼의 원통부에 고강도 부재가 결합되는 상태를 나타낸 단면도.
도 5 및 도 6은 본 고안에 의한 브레이크 드럼의 부분단면도.

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

종래의 브레이크 드럼(100)은 내주면에 브레이크 라이닝(20)이 압착되는 원통형의 몸체로만 구성되었다. 따라서, 자동차의 반복적인 제동에 의해 상기 브레이크 드럼(100)의 몸체 내주면 중 브레이크 라이닝(20)이 압착되는 지점이 마모됨으로써, 브레이크 드럼(100) 전체를 교체해야 하는 단점이 있었다. 또한, 브레이크 드럼(100)의 내구성 및 내마모성을 좋게 하기 위해서는 브레이크 드럼(100) 전체를 내구성 및 내마모성이 좋은 재질로 구성하여야 함에 따라, 제조비용이 상승됨은 물론, 브레이크 드럼(100)의 중량이 무거워져 자동차의 경량화를 도모하지 못한다는 단점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기 브레이크 드럼(100)의 내구성, 내마모성 및 내식성을 개선하고, 브레이크 드럼(100)의 교체주기를 길게 하여, 브레이크 드럼(100)의 교체비용을 절감토록 하는 것이다. 또한, 브레이크 드럼(100)의 재질을 한 가지로 하는 것이 아닌, 둘 이상으로 구성함으로써, 저렴한 비용으로도 브레이크 드럼(100)의 내구성, 내마모성 및 내식성을 우수하게 하고, 자동차의 경량화 역시 도모할 수 있도록 하는 장점이 있다.

이를 위한 본 고안은, 도 3에서와 같이, 중심축이 수평을 향하도록 배치되며 내주면에 브레이크 라이닝(20)이 압착되는 원통부(110); 상기 원통부(110)의 내주면 중 상기 브레이크 라이닝(20)이 압착되는 지점에 결합되는 고강도 부재(120);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 고안의 브레이크 드럼(100)은 종래의 것과 같이 몸통만으로 구성되는 것이 아닌, 원통부(110)와 고강도 부재(120)가 결합되어 구성되는 것으로, 상기 원통부(110)는 중심축이 수평을 향하도록 배치되어 자동차의 주행시에는 휠과 함께 회전되며, 자동차의 제동시에는 내주면에 브레이크 라이닝(20)이 압착되어 운동에너지를 열에너지로 전환함으로써, 자동차를 멈추도록 한다. 상기 브레이크 라이닝(20)은 브레이크슈(미도시)에 부착된 상태이고, 상기 브레이크슈는 실린더의 유압에 의해 작동되는 것으로, 상기 브레이크슈와 브레이크 라이닝(20)의 작동은 이 기술이 속하는 분야에서 이미 충분히 공지된 사항이기에, 도면의 도시 및 작동원리의 설명을 생략한다.

여기서, 상기 원통부(110)의 내주면 중 상기 브레이크 라이닝(20)이 압착되는 지점에는 고강도 부재(120)가 결합되는데, 상기 고강도 부재(120)의 결합으로 인해 자동차의 제동시에 상기 고강도 부재(120)가 라이닝(20)과 접촉되므로, 원통부(110)가 마모되는 것이 아닌 상기 고강도 부재(120)가 마모되는 것이다.

따라서, 자동차의 반복되는 제동으로 브레이크 라이닝(20)에 의해 고강도 부재(120)가 마모될 경우, 브레이크 드럼(100) 전체를 교체하는 것이 아닌, 고강도 부재(120)만을 재결합함으로써, 브레이크 드럼(100)의 교체비용을 현저히 줄일 수 있게 된다.

본 고안에서 고강도 부재(120)는 육성용접에 의해 형성되는 육성용접 비드로서, 고강도 부재(120)를 육성용접에 의해 형성시키는 것이다. 따라서, 상기 고강도 부재(120)의 재결합이란, 육성용접을 추가로 실시하여 고강도 부재(120)의 마모부분을 다시 보강하여 주는 것을 의미한다.

아울러, 상기 브레이크 드럼(100)의 고강도 부재(120)를 내마모성, 내구성 및 내식성이 우수한 재질의 부재를 사용하여 형성할 경우, 상기 브레이크 드럼(100)의 교체비용은 더욱 줄어들게 된다. 이때, 재질의 특성상 상기 고강도 부재(120)의 가격은 상승되지만 브레이크 라이닝(20)에 의해 압착되지 않는 원통부(110)를 조금 저렴한 가격의 재질을 이용하여 구성한다면, 전체적인 브레이크 드럼(100)의 제조단가는 상승되지 않게 되므로, 가격경쟁력 역시 확보되는 것이다.

한편, 도 4에서와 같이 상기 원통부(110)의 내주면 중 상기 고강도 부재(120)가 결합되는 지점에는 요입홈(112)이 형성됨이 바람직하다.

즉, 상기 원통부(110)의 요입홈(112)에 상기 고강도 부재(120)가 인입되어 결합됨으로써, 원통부(110)와 고강도 부재(120) 간의 결합력이 더욱 우수하게 된다.

그리고 도 5에서와 같이, 상기 요입홈(112)에 상기 고강도 부재(120)의 전체가 인입되도록 결합되어 상기 고강도 부재(120)와 상기 원통부(110) 내주면이 하나의 면을 이루도록 구성될 수도 있고, 도 6에서와 같이, 상기 요입홈(112)에 상기 고강도 부재(120)의 일부만이 인입되도록 결합되어, 상기 고강도 부재(120)는 상기 원통부(110) 내주면보다 돌출형성될 수도 있는바, 그 실시형태를 제한하지 않는다.

먼저, 도 5에서와 같이, 고강도 부재(120)와 원통부(110)의 내주면이 하나의 면을 이루는 경우, 원통부(110)보다 고강도 부재(120)가 먼저 마모되므로, 원통부(110)가 마모되기 전에 브레이크 드럼(110)을 교체하거나, 고강도 부재(120)를 재형성시켜주면 된다.

그러나 이러한 경우 상기 요입홈(112)의 깊이(h₁)가 깊어 고강도 부재(120)가 요입홈(112)의 깊이(h₁)만큼의 두께를 갖더라도, 통상 원통부(110)의 내주면보다 고강도 부재(120)가 1~2mm 정도 더 마모되어 들어갈 경우 고강도 부재(120)를 보강하거나, 브레이크 드럼(100)을 교체해야한다. 따라서, 더 긴 내구연한을 원할 경우 도 6에서와 같이 돌출부를 갖도록 형성하는 것인데, 돌출부의 높이(h₂)만큼 더 두껍게 고강도 부재(120)를 형성할 수 있음으로써, 브레이크 드럼(100)의 내구연한을 더 길게 할 수 있는 것이다.

즉, 돌출부를 갖지 않을 경우 요입홈(112)의 깊이(h₁)를 아무리 깊게 하더라도 고강도 부재(120)는 원통부(110)의 내주면에서 1~2mm만큼만 마모되면 보강 및 교체작업을 하게 되는 것이고, 돌출부를 가질 경우 고강도 부재(120)는 요입홈(112)의 깊이(h₁)와 돌출부의 높이(h₂)의 합만큼의 두께를 갖게 되어, 마모될 수 있는 두께가 돌출부의 높이(h₂)+1~2mm 가 되므로, 그 교체 및 보강주기가 더 길어질 수 있다.

본 고안에서 상기 고강도 부재(120)는 육성용접에 의해 육성용접 비드로 구성되는 것으로 설명하였지만, 육성용접에 의한 것이 아닌 별도의 부재를 다른 방법으로 결합시키는 것도 가능함은 당연하다.

여기서, 상기 육성용접시 상기 고강도 부재(120)와 원통부(110)의 재질을 서로 다른 것으로 하는 것이 바람직한데, 원통부(110)의 재질보다 상기 고강도 부재(120)의 재질이 강도, 내구성, 내마모성 및 내식성이 더 우수한 것을 사용해야만, 원통부(110)의 마모를 방지하고, 브레이크 드럼(100)의 내구연한을 연장하는 효과를 갖는 것이다.

예를 들면, 원통부(110)와 상기 고강도 부재(120) 모두 일반적으로 브레이크 드럼(100)에서 사용하는 재질인 특수 주철을 이용할 수 있는데, 상기 원통부(110)와 고강도 부재(120)가 동일한 특수 주철이 아닌, 이종의 특수 주철을 이용할 수 있는 것이다.

아울러, 상기 원통부(110)는 강도가 좋지 못하지만 그 질량이 가벼운 알루미늄 재질로 하고, 고강도 부재(120)는 특수 주철을 이용할 경우, 브레이크 드럼(100)의 전체적인 중량을 현저히 낮출 수 있어 자동차의 경량화를 도모하게 되므로, 연비를 절약할 수 있는 것이다. 또한, 상기 고강도 부재(120)로는 특수 주철이 아닌 크롬계 합금, 니켈계 합금 등 강도와 내구성, 내마모성, 내식성 등이 우수하다면 어떠한 금속재질이라도 사용이 가능하다.

한편, 상기 고강도 부재(120)가 모두 마모될 경우 브레이크 드럼(100)을 교체하는 것도 가능하지만, 전체를 교체하는 것이 아닌 상기 브레이크 드럼(100)의 요입부(112)에 다시 육성용접을 통해 고강도 부재(120)를 보강할 수도 있는 것으로, 이러한 경우 브레이크 드럼(100)은 교체 없이 고강도 부재(120)만을 보강하여 계속적으로 사용할 수 있게 됨으로써, 브레이크 드럼(100)의 더욱 교체비용을 절감할 수 있게 된다.

그리고 작업성을 향상시키기 위하여, 상기 원통부(110)에 형성된 요입홈(112)은 바닥보다 입구가 넓은 형상을 이루도록 측벽이 경사지게 형성됨으로써, 용접작업을 용이하게 함은 물론, 용접작업 시 코너 측에 공기층이 형성되어 들뜨지 않도록 한다. 만약 상기 요입홈(112)이 바닥과 입구가 동일한 크기로 형성된다면 바닥과 측벽은 90°를 이룰 것인바, 용접시 상기 90°를 이루는 코너부분에 육성용접 비드가 충분히 채워지지 않고 공기가 유입될 수 있으므로, 브레이크 드럼(100)의 강도 및 내마모성이 저하될 수 있으며, 원통부(110)와 고강도 부재(120)의 결합력도 약화되어 브레이크 라이닝(20)의 압착시 고강도 부재(120)가 파손될 수도 있기 때문이다.

아울러, 더욱 바람직하게는 상기 요입홈(112)의 측벽이 상기 원통부(110)의 내주면의 접선과 만나는 각(α)이 60°를 이루도록 경사지게 형성될 경우, 육성용접 비드가 상기 요입홈(112)에 충분히 채워지고 용접 작업성 역시 우수하게 하는 것이다.

그리고 본 고안에서 상기 요입홈(112)의 깊이는 3~4mm임이 바람직한바, 요입홈(112)이 너무 깊을 경우 요입홈(112)이 형성된 부분의 원통부(110)의 두께가 너무 얇아지므로 강도가 좋지 못하며, 필요 이상 고강도 부재(120)를 결합할 경우 제조비용만 증가할 뿐 고강도 부재(120)가 다 마모될 때까지 브레이크 드럼(100)을 계속적으로 사용할 수 없기 때문이다.

또한, 상기 요입홈(112)의 폭, 즉 고강도 부재(120)의 폭은 150~200mm인 것이 바람직한바, 이는 브레이크 라이닝(20)의 폭을 고려한 것으로, 브레이크 라이닝(20)의 폭보다 상기 요입홈(112)의 폭이 조금 더 커야만 원통부(110)가 마모되지 않고 안정적인 제동이 가능하기 때문이다.

이상, 본 고안을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 고안의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100: 브레이크 드럼 110: 원통부
112: 요입홈 120: 고강도 부재
20: 브레이크 라이닝

Claims (8)

1. 알루미늄으로 이루어지고, 중심축이 수평을 향하도록 배치되고, 브레이크 라이딩(20)이 압착되는 내주면에는 요입홈(112)이 형성되어 있는 원통부(110); 및
   상기 브레이크 라이닝(20)이 압착되는 상기 원통부(110)의 요입홈(112)의 내부에 결합되는 주철 재질의 육성용접 비드로 이루어진 고강도 부재(120); 를 포함하되,
   상기 요입홈(112)은 바닥보다 입구가 넓도록 측벽이 상기 원통부(110) 내주면의 접선과 60°의 각을 이루도록 경사지게 형성되고, 깊이(h₁)는 3~4mm이고, 폭(ℓ₁)은 150~200mm로 형성되고,
   상기 고강도 부재(120)는 전체가 상기 요입홈(112)에 인입되도록 결합되어 상기 고강도 부재(120)와 상기 원통부(110) 내주면이 하나의 면을 이루도록 구성되거나, 일부만이 상기 요입홈(112)에 인입되도록 결합되어 상기 원통부(110) 내주면보다 돌출되도록 하는,
   것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 드럼.
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