KR20070039917A

KR20070039917A - 벤틸레이티드 브레이크 디스크 및 그 브레이크 디스크가장착된 차량

Info

Publication number: KR20070039917A
Application number: KR1020077000544A
Authority: KR
Inventors: 이브 기
Original assignee: 오토 샤시스 인터내셔날 에스엔씨
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2007-04-13
Also published as: US20080302615A1; KR101235986B1; US8251190B2; FR2872876B1; CN1997839B; CN1997839A; EP1766260B1; FR2872876A1; EP1766260A1; JP2008506077A; ES2535819T3; JP4991534B2; WO2006010671A1

Abstract

본 발명은 동심원 상에 열로 분포된 통풍 블록(421, 431)에 의해 서로 연결된 서로 이격된 2개의 판(40, 41)을 포함하는 브레이크 디스크로서, 블록의 제1 열은 공기가 스터드를 통해 상기 판들 사이의 공간을 빠져나오는, 배출부 열(43)로 불리는 것이고, 제2 열은 공기가 흐르는 방향으로 상기 배출부 열의 상류에 있는, 상류 열(42)로 불리는 것이며, 상기 블록(421, 431)은 하나의 열로부터 다음 열까지 각도상 오프셋되는 것인 브레이크 디스크에 관한 것이다. 본 발명은, 상기 배출부 열(43) 및 상기 상류 열(42)의 상기 블록(421, 431)이 상기 판들(40, 41) 사이로 들어오는 공기가 압축되는 제1 링(420)과 제1 링(420)에서 압축된 공기가 흡기된 후 상기 판(40, 41) 사이의 간격에서 배기되는 제2 링(430)을 제공하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

벤틸레이티드 브레이크 디스크 및 그 브레이크 디스크가 장착된 차량{VENTILATED BRAKE DISC AND CORRESPONDING VEHICLE}

본 발명은 자동차 산업 분야에 관한 것이다. 보다 엄밀하게 말하자면, 본 발명은 통풍 스터드(ventilation stud)에 의해 일방이 타방에 연결된 2개의 상호 이격된 판을 포함하는 형태의 브레이크 디스크에 관한 것이다.

브레이크 디스크는 제동 과정에서 흡수된 열량을 저장하고 2회의 연속된 브레이크 조작 사이에 상기 열량을 충분히 신속하게 방출할 수 있어야만 한다.

이것은 디스크의 제동 트랙(braking track)의 재료와 브레이크 패드 사이의 마찰 계수가 변하는 것을 방지하기 위한 것으로, 제동 거리가 실질적으로 변하지 않도록 한다.

본 발명의 범위 내에서는, "풀" 디스크(full disk) 또는 "매스" 디스크(mass disk)와 "벤틸레이티드" 디스크(ventilated disk) 사이에 구분이 있다.

"매스" 디스크는 많은 양의 열을 저장하도록 설계된다. 이에 따라, 매스 디스크는 대용량의 열 저장부를 포함하며, 열량의 방출은 매우 느리게 이루어진다.

이들 매스 디스크의 단점은 다음과 같다.

매스 디스크는 좀처럼 충분히 사용되지 않는 비교적 큰 스프링 아래 질 량(unsprung mass)을 포함한다.

매스 디스크는 (그들의 중량 때문에) 연료의 과소비를 유발한다.

매스 디스크는 (열량의 재축적을 통해) 에너지 "공해"를 유발한다.

벤틸레이티드 디스크는 그 사이에서 열교환용 유체가 순환하는 2개의 판(제동 트랙)을 포함하며, 에너지를 신속하게 방출함과 동시에 적은 양의 에너지를 저장하도록 설계된다. 벤틸레이티드 디스크는 매스 디스크보다 덜 컴팩트하지만, 이들 디스크는 스프링 아래 질량을 감소시킬 수 있게 하고, 디스크의 열용량을 최적으로 사용할 수 있게 하며, 연료 소비를 감소시킬 수 있게 하고, 에너지 공해를 줄일 수 있게 한다.

벤틸레이티드 디스크의 경우, 상기 판들 사이에 마련되는 통풍 요소(ventilation elements)는 열교환용 유체의 유입 및 유출과 관련하여 유체의 기계적인 특성을 가장 잘 이용할 수 있도록 (형상, 배치 등이) 설계되어야 한다.

벤틸레이티드 디스크에 대한 많은 방법들이 현재 공지되어 있는데, 때때로 그 유효성과 타당성에 논쟁의 여지가 있는 다양한 수단들로 이루어지는 벤틸레이티드 디스크의 통풍 장치는, 통풍 장치에 적용된 수단의 효과 면에서 언제나 명쾌하게 확립되는 것은 아니다.

실제에 있어서, 통풍 수단은 매우 빈번하게 경험적인 방법으로 설계되며, 부품을 제작 및/또는 사용하는 동안 문제들을 해결하는 과정에서 점진적으로 발전된다.

도 1에 도시된 방법에 따르면, 통풍 수단은 (위에서 보았을 때) 2개의 제동 트랙을 연결하며 그 종축이 디스크의 회전 중심을 향해 모이는 베인(vane)을 포함한다. "베인"이라는 용어는 통풍 요소의 길이가 제동 트랙의 폭의 50 % 이상인 경우에 사용된다.

상기 베인은 대류 열교환면(convection-based heat exchange surface)에 있어서 비교적 만족스러운 결과를 얻는다.

동시에, 상기 베인은, 큰 전도 열교환면을 제공하는 능력, 환경과 무관하게 공기의 순환 속도를 증가시키는 능력, 그리고 공기의 흐름을 증가시키는 능력에 있어서는 제한적인 성과를 얻는다.

반면, 그러한 베인은, 브레이크 패드에 의해 디스크에 가해지는 온도와 압력의 작용 하에서 제동 트랙의 변형을 억제하는 능력과 관련하여 매우 불만스러운 결과를 초래한다.

이들 베인의 성능을 향상시키기 위해, 한 가지 변형예는 디스크 주위의 측부 상에 (베인을 물방울 모양으로 만드는) 둥근 돌기를 구현하는 것을 포함한다.

도 2에 도시된 다른 방법에 따르면, 종축이 있거나 없을 수도 있는 (종축이 있는 경우, 이들 종축은 디스크의 회전 중심을 향해 모임) 2개의 제동 트랙을 연결하는 스터드에 의해 통풍 수단이 구성된다. "스터드"라는 용어는 반경방향으로 통풍 수단의 크기가 제동 트랙의 폭의 50 % 이하인 경우에 사용된다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 스터드(20)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 도 2의 경우, 내측 열 및 외측 열에 있는 스터드는 타원 형상을 갖는 반면, 중간 열에 있는 스터드는 다이아몬드 형상을 갖는다.

그러한 스터드는, 큰 대류 열교환면을 제공하는 능력, 큰 전도 열교환면을 제공하는 능력, 환경과 무관하게 공기의 순환 속도를 증가시키는 능력, 공기의 흐름을 증가시키는 능력, 그리고 브레이크 패드에 의해 디스크에 가해지는 온도와 압력의 작용 하에서 제동 트랙의 변형을 억제하는 능력에 있어서 비교적 만족스러운 결과를 얻는다.

그러나, 상기 벤틸레이티드 디스크의 성능은 사용되는 스터드의 개수와 관련이 있다.

상기 스터드의 수를 증가시키면, 캐스팅 단계에서 문제가 발생하며, 특히 캐스팅 코어를 구현하는 것이 매우 복잡해진다는 문제가 발생한다.

또한, 상기 스터드를 사용하면, 이들 스터드는 캐스팅 몰드 내부로 재료가 흘러 들어가는 데 대하여 장애물을 형성하여 다소의 캐스팅-오프(casting-off)를 발생시킨다고 알려져 있다.

도 3에 도시된 제3의 해결책에 따르면, 통풍 수단은 작은 기둥(30)을 포함하며, 이들 기둥은 상기 제동 트랙 중 하나로부터 연장되지만 그 제동 트랙을 다른 제동 트랙에 연결시키지는 않는다. 이들 작은 기둥은 일반적으로 스터드(20) 및/또는 베인(10)과 조합된다는 점에 주의해야 한다.

그러한 방법은, 환경과 무관하게 공기의 순환 속도를 증가시키는 능력과, 공기의 흐름을 증가시키는 능력에 있어서 제한적인 성과를 얻는다.

본 발명의 구체적인 목적은 종래 기술의 전술한 단점들을 해소하는 것이다.

보다 엄밀하게 말하자면, 본 발명의 목적은, 통풍 수단이 제동 중에 축적된 열량을 보다 신속하게 배출시킬 수 있도록 하는 벤틸레이티드 브레이크 디스크를 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 디스크의 판들 사이에서 순환하는 공기의 유량 및/또는 속도를 증가시킬 수 있는, 전술한 바와 같은 종류의 벤틸레이티드 디스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 통풍 요소 사이에서 발생하기 쉬운 판의 변형을 감소시킬 수 있는, 전술한 바와 같은 종류의 벤틸레이티드 디스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 통풍 요소가 큰 대류 열교환면 및 전도 열교환면을 제공하는, 전술한 바와 같은 종류의 벤틸레이티드 디스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 구성이 간단하고 제작비용이 저렴한 전술한 바와 같은 종류의 벤틸레이티드 디스크를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 캐스트-오프가 발생할 위험을 줄이면서 주조를 통해 제작될 수 있는, 전술한 바와 같은 종류의 벤틸레이티드 디스크를 제공하는 것이다.

이후에 분명해질 다른 목적들 뿐만 아니라 상기 목적들은 본 발명에 의해 달성되는데, 본 발명의 주제는, 열로 분포된 동심원 상의 통풍 스터드에 의해 서로 연결된 2개의 상호 이격된 판을 포함하는 브레이크 디스크로서, 공기가 스터드를 통해 상기 판들 사이의 공간을 빠져나오는, 배출부 열(列)로 알려진 제1 열의 스터드와, 공기가 흐르는 방향으로 상기 배출부 열의 상류에 있는, 상류 열로 알려진 제2 열의 스터드를 포함하는 브레이크 디스크에 있어서, 상기 스터드들은 각도상으로 서로 오프셋되어 있고, 상기 배출부 열 및 상류 열의 스터드들은, 그것들 사이에, 상기 판들 사이로 들어오는 공기가 압축되는 제1 링과, 상기 제1 링에서 압축된 공기가 흡입된 후 상기 판들 사이의 공간에서 배출되는 제2 링을 제공하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크이다.

이렇게 해서 얻은 벤틸레이티드 디스크는, 그것의 통풍 수단이 판들 사이에서 공기의 속도와 유량을 환경에 무관하게 증가시키도록 할 수 있다.

예를 들면, 본 발명에 따른 벤틸레이티드 디스크는 72개의 통풍 요소를 포함하며 정해진 작동 조건 하에서 온도를 450 ℃에서 250 ℃까지 낮추는 데 160 초가 소요된다.

이와 동일한 작동 조건 하에서, 스터드를 구비한 종래 기술의 디스크(가령 90개의 요소를 구비하는 도 2에 도시된 바와 같은 것)는 170 초가 소요되고, 베인을 구비한 디스크(가령 36 개의 요소를 구비하는 도 3에 도시된 바와 같은 것)는 190 초가 소요된다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 디스크는 방금 예를 든 종래 기술에 해당하는 2개의 디스크에 비해 냉각 시간을 각각 6 % 및 16 % 감소시킬 수 있다.

이러한 현상은 특히 흡기 링 상류에, 공기의 유량과 속도를 증가시키는 특성을 갖는 벤츄리 효과를 발생시키는 데 도움이 되는 압축 링이 있다는 것에 의해 설명된다.

또한, 단지 2개의 동심의 열로 통풍 스터드를 배치하면 복잡한 캐스팅 코어를 구현할 필요 없이, 그리고 스터드를 구비한 종래 기술의 디스크의 경우와 같이 결함이 발생할 위험을 수반하지 않고도 비교적 많은 개수의 스터드를 사용할 수 있다.

또한, 통풍 스터드는 브레이크 패드, 기계 절삭 공구 및 플랜지 힘의 작용 하에서, 또는 그것에 추가해서 판의 온도 상승의 영향 하에서, 판의 변형이 나타날 가능성을 현저히 감소시키도록 배열될 수 있다.

냉각 시간의 비교를 위해 이전에 사용된 2개의 디스크를 사용하여 비교 실험을 수행하였다. 상기 실험은 100 bar의 압력[브레이크 칼리퍼 압력(brake caliper pressure)에 상당함]과 300 ℃의 온도 하에서 수행되었다.

상기 실험의 결과는, 본 발명에 따른 디스크가 스터드를 구비한 종래의 디스크에 비해서는 거의 100 %, 그리고 베인을 구비한 디스크에 비해서는 거의 1000 % 정도로 변형을 감소시킨다는 것을 보여준다.

또한, 본 발명에 따른 디스크의 통풍 스터드는 큰 대류 열교환면 및 전도 열교환면을 제공하도록 그 개수와 형상을 구현할 수 있다.

상기 상류 열의 상기 스터드는 이들 스터드 사이에서 폭이 상기 배출부 열의 방향으로 감소하는 공간을 한정하는 것이 유리하다.

이에 따라, 매우 간단하고 효과적인 방식으로, 링 내부에 분포되는 압축 영역이 얻어진다.

한 가지 유리한 해결책에 따르면, 상기 상류 열의 상기 스터드는 상기 디스크의 반경에 대응하는 대칭축을 갖는다.

상기 상류 열의 상기 스터드는 그 둘레가 2개의 직선부에 연결된 2개의 둥근 단부에 의해 한정되는 사각 형상을 갖는 것이 바람직한데, 상기 둥근 단부는 횡방향으로 다른 치수를 가져서 상기 스터드가 상기 단부 사이에서 점차적으로 넓어지도록 하는 것이 바람직하다.

다른 특징에 따르면, 상기 상류 열의 상기 스터드는 이들 스터드 사이에서 그 폭이 상기 디스크의 둘레 방향으로 증가하는 공간을 한정한다.

따라서, 배출부 열의 스터드 및 상류 열의 스터드는 브레이크가 적용되는 순간에 디스크의 가장 고온인 영역(comet)에서 저항을 증가시킬 수 있도록 설계된다.

따라서, 압축 영역 내의 압축 공기를 위한 흡기 영역이 생성되는데, 이는 상기 벤츄리 효과에 의한 공기의 가속을 수반한다.

흡입된 공기는 직접적으로 방출되며, 그 속도를 늦추는 장애물은 없다.

한 가지 유리한 해결책에 따르면, 상기 배출부 열의 상기 스터드는 상기 디스크의 반경에 대응하는 대칭축을 갖는다.

바람직하게는, 상기 상류 열의 상기 스터드는 그 둘레가 2개의 직선부에 연결된 2개의 둥근 단부에 의해 한정되는 사각 형상을 가지며, 상기 둥근 단부는 횡방향으로 다른 치수를 가져서 상기 스터드가 상기 단부 사이에서 점차적으로 넓어지도록 하는 것이 바람직하다.

바람직한 해결책에 따르면, 특정 열에 있는 각 스터드의 대칭축은 다른 열에 있는 인접한 스터드의 대칭축들 사이에서 각도상 중앙에 위치한다.

따라서, 공기의 순환은 판의 표면 전체에 걸쳐 균일하게 분포된다.

한 가지 유리한 해결책에 따르면, 상기 배출부 열과 상기 상류 열은 중간의 링에 의해 서로 구분된다.

이에 따라, 공기 순환을 위한 통로가 생성된다. 또한, 스터드 열들 사이의 이러한 간격은 캐스팅 몰드 내부로의 재료의 흐름이 양호하게 순환되도록 할 수 있다.

유동의 거동 측면에서, 실제로, 공기에 대해 진(眞)인 것은 통풍 요소를 위한 몰딩 과정에 대해서도 동등하게 진(眞)이다.

따라서, 본 발명에 따른 통풍 스터드의 배치는 코어를 구현하기 위해 일반적으로 사용되는 모래/수지 혼합물의 유동을 더 양호하게 할 수 있다.

또한, 이러한 배치는 부족하게 채워질 위험을 현저하게 줄일 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 상류 열의 상기 스터드는 그들 사이의 간격이 상기 판들 사이의 공기 유입 개구에 대해 각도상으로 오프셋되도록 배치된다.

따라서, 판들 사이에서 순환하는 공기의 흐름을 증가시키는 데 도움이 되는 일종의 공기 펌프가 형성된다.

한 가지 유리한 해결책에 따르면, 상기 배출부 열의 스터드, 상기 상류 열의 스터드, 그리고 상기 판들 사이의 공기 유입 개구들은 서로에 대해 엇갈리게 배치된다.

이러한 특징은 터빈과 유사한 작용을 발생시키므로 당연히 (속도와 유량의 면에서) 판 사이에서 순환하는 공기 흐름을 증가시키는 데 도움이 된다.

그러한 디스크 구조의 다른 장점은 오른쪽 바퀴에 대한 디스크를 왼쪽 바퀴에 대한 디스크와 구분할 필요가 없다는 점이다.

제1 실시예에 따르면, 상기 배출부 열의 상기 스터드와 상기 상류 열의 상기 스터드는 정규 피치에 따라 분포된다.

제2 실시예에 따르면, 상기 배출부 열의 상기 스터드와 상기 상류 열의 상기 스터드는 가변 피치에 따라 분포된다.

또한, 본 발명은 열로 분포된 동심원 상의 통풍 스터드에 의해 서로 연결된 2개의 상호 이격된 판을 포함하는 적어도 하나의 브레이크 디스크를 갖춘 자동차로서, 상기 브레이크 디스크는 공기가 스터드를 통해 상기 판들 사이의 공간을 빠져나오는, 배출부 열로 알려진 제1 열의 스터드와, 공기가 흐르는 방향으로 상기 배출부 열의 상류에 있는, 상류 열로 알려진 제2 열의 스터드를 포함하는 브레이크 디스크로서, 상기 스터드들은 각도상으로 서로 오프셋되어 있고, 상기 배출부 열 및 상류 열의 스터드들은, 그것들 사이에, 상기 판들 사이로 들어오는 공기가 압축되는 제1 링과, 상기 제1 링에서 압축된 공기가 흡입된 후 상기 판들 사이의 공간에서 배출되는 제2 링을 제공하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크를 갖춘 자동차에 관한 것이다.

본 발명의 다른 특징들과 장점들은 설명을 위해 비한정적인 실시예의 형태로 주어진 예와 첨부 도면을 참조하여 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 읽으면 보다 명확해질 것이다.

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 벤틸레이티드 디스크의 부분도이다.

도 4는 본 발명에 따른 벤틸레이티드 디스크의 부분 단면 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 벤틸레이티드 디스크의 부분 절개도이다.

도 6 및 도 7은 디스크 내의 공기의 흐름을 도시하기 위한, 본 발명에 따른 벤틸레이티드 디스크의 부분 절개도이다.

도 8은 브레이크 적용에 의해 발생한 고온 영역에 대하여 스터드의 분포를 도시하는, 본 발명에 따른 벤틸레이티드 디스크의 또 다른 부분 절개도이다.

도 9는 공기의 흐름에 대한 스터드의 영향을 도시하는, 본 발명에 따른 좌측 및 우측 디스크의 부분도이다.

도 10a 및 도 10b는 브레이크 라이닝의 작동 하에서 발생하기 쉬운 변형을 설명하기 위한, 본 발명에 따른 디스크의 도면이다.

도 11a 및 도 11b는 브레이크 라이닝의 작동 하에서 발생하기 쉬운 변형을 설명하기 위한, 종래 기술에 따른 디스크의 도면이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 원리는 디스크 내로 들어오는 공기를 압축하게 되어 있는 하나의 상류 열 및 그 상류 열에서 압축된 공기를 흡입하여 배기하기 위한 또 다른 열 등 동심의 스터드 열을 마련하는 데 있다.

이는 2개의 스터드(421, 431) 열(42, 43)에 의해 서로 연결된 2개의 판(제동 트랙)(40, 41)을 포함하는 벤틸레이티드 디스크를 보여주는 도 4, 도 6 및 도 7에 의해 설명된다.

이하의 설명에서, 스터드 열(42)은 "상류 열"로, 그리고 스터드 열(43)은 "배출부 열"이라 한다.

그러한 디스크는 판들 사이에 공기 유입 (흡입) 개구(44)를 추가로 구비한다.

본 발명의 원리에 따르면, 열(42)의 스터드(421)와 열(43)의 스터드(431)는 제1 링(420)과 제2 링(430)을 제공하되,

제1 링(420)(도 7에 "압축"을 의미하는 "C"로 표시됨)에서는 개구(44)를 통해 들어온 공기(도 6에서 화살표 F1로 표시된 바와 같이)가 압축되고,

제2 링(430)(도 7에 "저압"을 의미하는 "D"로 표시됨)에서는 제1 링(420)에서 압축된 공기가 흡입되어, 판들 사이의 공간으로 공기가 배출되도록 배치된다(도 6에서 화살표 F2로 표시됨).

본 실시예에 따르면, 상류 열(42)의 스터드(421)는 스터드들 사이에 폭이 제2 링(430)의 방향으로 감소하는 공간(따라서, 벤츄리 효과를 발생시키는 압축 현상의 특성이 나타남)을 한정한다.

동시에, 배출부 열(43)의 스터드(431)는 이들 스터드 사이에 그 폭이 디스크 둘레의 방향으로 증가하는 공간[이는 제1 링(420)으로부터 공기의 흡입을 유발하는 저압 현상의 특성이 나타나는 데 도움이 됨]을 한정한다.

도시된 바와 같이, 열(42, 43)의 스터드(421, 431)는 정규 피치에 따라 판들 사이에 분포된다 (가능한 실시예에 따르면, 스터드 사이의 피치는 가변적일 수 있으며, 가변 피치는, 필요하다면, 제동 중에 소리나 진동이 발생하지 않도록 제동 트랙의 진동 모드가 조정될 수 있도록 한다. 따라서, 스터드는 연속적인 피치 시퀀스에 따라, 예를 들면 스터드들 사이의 각도 편차가 10°, 9°, 8°가 되도록 배치되며, 그 후 다시 한 번 10°, 9°, 8°등으로 배치된다.

열(42, 43)의 스터드(421, 431)는 디스크의 회전 중심으로부터 반경방향으로 연장되는 대칭축을 갖는다는 점을 주의해야 한다.

스터드(421, 431)는 2개의 직선부에 연결된 2개의 둥근 단부에 의해 한정되는 사각형 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 스터드의 둥근 단부들은 다른 치수를 가져서 상기 스터드가 점차적으로 넓어지는 형상을 갖도록 한다.

상기 스터드는 본 발명의 원리에 따라 적절히 성형되고 배치되기 때문에, 브레이크 적용에 의해 발생되는 코밋(comet) 형상의 가열 영역(80)(도 8)에서 디스크를 강화시키는 배치를 얻는다.

또한, 도 5에 의해 도시된 바와 같이, 스터드(421, 431)는 일정하게 분포되어, 한 열에서 2개의 스터드들의 대칭축이 벌어진 각도(a1)가 다른 열의 2개의 스터드의 대칭축이 벌어진 각도와 동일하게 되도록 한다. 부가적으로, 본 발명에 따르면, 특정 열에 바로 인접한 스터드로부터 다른 열의 스터드의 대칭축이 떨어진 각도는 각도(a1)의 절반과 같다 [따라서, 각도(a2)도 역시 이와 같음].

또한, 상류 열(42)의 스터드(421)는 스터드들 사이의 공간이 디스크의 판들 사이의 공기 유입 개구(44)에 대해 각도상으로 오프셋되는 방식으로 배치되는 것이 바람직하다.

도시된 바와 같이, 상류 열은 하나의 공기 유입 개구(44)의 대칭축이 상류 열의 스터드(421)의 대칭축과 일치하도록 마련되며, 스터드(421)는 2개의 인접한 개구(44)에 향하여 위치하는 2개의 스터드(421) 사이에 위치한다.

다른 특징에 따라, 배출부 열(43)의 스터드(431), 상류 열(42)의 스터드(421), 그리고 개구(44)는 서로에 대해 (도 9에 도시된 바와 같이) 서로 엇갈리게 위치한다.

그러나, 바퀴 조립체에서 공기역학적으로 필요하다면, 유동과 속도 면에서 공기 흡입을 최대로 할 수 있도록 개구를(44) 오프셋하는 것이 가능하다.

또한, "정립 접시(straight bowl)" 구조의 브레이크의 경우, 개구(44)는 존재하지 않는다[본 실시예는 도립 접시(inverted-bowl) 구조의 디스크와 관련됨].

또한, 개구(44) 없이 (도 4에 도시된 바와 같은) "도립 접시" 구조의 디스크와 함께 스터드를 사용하는 것도 똑같이 가능하다.

따라서, 전술한 벤틸레이티드 디스크의 구조를 이용하여, "공기 펌프" 효과가 얻어지며, 벤틸레이티드 디스크는 도 9에 화살표 F3로 도시된 바와 같이 터빈처럼 작동한다.

부가적으로, 상기 효과는 상기 디스크가 우측 바퀴에 장착되든지 좌측 바퀴에 장착되든지 단일한 디스크 구조를 이용하여 얻어진다.

또한, 전술한 디스크는 디스크의 판이 겪는 것과 유사한 변형을 줄일 수 있다는 것에 주의해야 한다.

이는 도 10a, 도 10b, 도 11a 그리고 도 11b에 의해 설명된다.

이를테면 일반적으로 통풍 베인을 포함하는, 도 11a에 도시된 바와 같은 베 인을 구비한 종래 기술의 디스크를 이용하는 경우, 라이닝의 압력에 의한 휨에 상응하는 변형은 거리(d2) 이상일 수 있다(도 11b).

이를테면 통풍 스터드를 포함하는, 도 10a에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 디스크를 이용하는 경우, 휨에 상응하는 변형은 거리(d2)보다 실질적으로 짧은 거리(d1)(도 10b) 이상일 수 있다.

또한, 다른 특징에 따르면, 배출부 열(43)과 상류 열(42)은 링(45)에 의해 서로 분리되며, 링 내부에서는 2개의 열 중 하나 또는 다른 하나의 스터드는 어느 것도 연장되지 않는다. 다시 말하면, 2개의 열의 스터드의 단부들, 링(420)으로부터 링(430)까지의 천이 영역에 있는 상기 스터드의 단부들은 공통원 상에 정렬되지 않는다.

Claims

열로 분포된 동심원 상의 통풍 스터드(421, 431)에 의해 서로 연결된 2개의 상호 이격된 판(40, 41)을 포함하는 브레이크 디스크로서, 공기가 스터드를 통해 상기 판들 사이의 공간을 빠져나오는, 배출부 열(列)(43)로 알려진 제1 열의 스터드와, 공기가 흐르는 방향으로 상기 배출부 열의 상류에 있는, 상류 열(42)로 알려진 제2 열의 스터드를 포함하며, 상기 스터드들(421, 431)은 각도상으로 서로 오프셋되어 있는 브레이크 디스크에 있어서,

상기 배출부 열(43) 및 상류 열(42)의 스터드들(421, 431)은, 그것들 사이에, 상기 판들 사이로 들어오는 공기가 압축되는 제1 링(420)과, 상기 제1 링(420)에서 압축된 공기가 흡입된 후 상기 판들(40, 41) 사이의 공간으로 배출되는 제2 링(430)을 제공하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제1항에 있어서, 상기 상류 열(42)의 상기 스터드(421)는 이들 스터드 사이에서 폭이 상기 배출부 열(43)의 방향으로 감소하는 공간을 한정하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상류 열(42)의 상기 스터드(421)는 상기 디스크의 반경에 대응하는 대칭축을 갖는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 상류 열(42)의 상기 스터드(421)는 그 둘레가 2개의 직선부에 연결된 2개의 둥근 단부에 의해 한정되는 사각 형상을 가지며, 상기 둥근 단부는 횡방향으로 다른 치수를 가져서 상기 스터드가 상기 단부 사이에서 점차적으로 넓어지도록 하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 상류 열(42)의 상기 스터드(421)는 이들 스터드 사이에서 그 폭이 상기 디스크의 둘레 방향으로 증가하는 공간을 한정하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 배출부 열(43)의 상기 스터드(431)는 상기 디스크의 반경에 대응하는 대칭축을 갖는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 배출부 열(43)의 상기 스터드(431)는 그 둘레가 2개의 직선부에 연결된 2개의 둥근 단부에 의해 한정되는 사각 형상을 가지며, 상기 둥근 단부는 횡방향으로 다른 치수를 가져서 상기 스터드는 상기 단부 사이에서 점차적으로 넓어지는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제3항 또는 제6항에 있어서, 특정 열에 있는 각 스터드의 대칭축은 다른 열에 있는 인접한 스터드의 대칭축들 사이에서 각도상 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 배출부 열(43) 및 상기 상류 열(42)는 그 사이의 링(45)에 의해 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 상류 열(42)의 상기 스터드(421)은 그들 사이의 공간이 상기 판들(40, 41) 사이의 공기 유입 개구(44)에 대해 각도상으로 오프셋되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 배출부 열(43)의 상기 스터드(431), 상기 상류 열(42)의 상기 스터드(421), 그리고 상기 판(40, 41) 사이의 공기 유입 개구(44)가 서로에 대해 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 배출부 열(43)의 상기 스터드(431)와 상기 상류 열(42)의 상기 스터드(421)는 정규 피치에 따라 분포되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 배출부 열(43)의 상기 스터드(431)와 상기 상류 열(42)의 상기 스터드(421)는 가변 피치에 따라 분포되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
열로 분포된 동심원 상의 통풍 스터드(421, 431)에 의해 서로 연결된 2개의 상호 이격된 판(40, 41)을 포함하는 적어도 하나의 브레이크 디스크를 갖춘 자동차로서, 상기 브레이크 디스크는 공기가 스터드를 통해 상기 판들 사이의 공간을 빠져나오는, 배출부 열(43)로 알려진 제1 열의 스터드와, 공기가 흐르는 방향으로 상기 배출부 열(43)의 상류에 있는, 상류 열(42)로 알려진 제2 열의 스터드를 포함하며, 상기 스터드들(421, 431)은 각도상으로 서로 오프셋되어 있는 것인 적어도 하나의 브레이크 디스크를 갖춘 자동차에 있어서,

상기 배출부 열(43) 및 상류 열(42)의 스터드들(421, 431)은, 그것들 사이에, 상기 판들 사이로 들어오는 공기가 압축되는 제1 링(420)과, 상기 제1 링(420)에서 압축된 공기가 흡입된 후 상기 판들(40, 41) 사이의 공간에서 배출되는 제2 링(430)을 제공하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크를 갖춘 자동차.