KR20080007810A - 스퀼 소음 저감 타입 브레이크 디스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스퀼 소음 저감 타입 브레이크 디스크에 관한 것으로, 브레이크 디스크의 형상이 비대칭을 이루도록 해 디스크의 구성요소간 진동 모드에 대한 분리 정도를 크게 증가시켜, 서로 분리되지 않는 중첩 모드에 따른 인-플랜 모드의 분리·해석 방식을 통하지 않고서도 고주파 대역의 스퀼소음을 저감하거나 제거할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스퀼 저감 타입 브레이크 디스크는 제동 시 캘리퍼어셈블리(C)의 강한 가압력을 받는 디스크플레이트(1)의 중앙에서 한쪽 측면으로부터 돌출되어져 차륜의 허브부위에 장착되는 모자부(2)로 이루어지되,

상기 모자부(2)의 내면벽 부위에 다른 쪽 두께에 비해 상대적으로 얇은 두께를 형성해 디스크플레이트(1)의 인-플랜 모드 진동에 의한 스퀼소음을 저감하는 스퀼저감부(3)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

스퀼 소음 저감 타입 브레이크 디스크{Squeal noise decreasing typed brake disk}

도 1은 본 발명에 따른 스퀼 소음 저감 타입 브레이크 디스크의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 브레이크 디스크에 형성된 스퀼저감부의 형상도

도 3은 본 발명에 따른 스퀼 소음 저감 타입 브레이크 디스크(나)와 일반적인 브레이크 디스크((가)의 인-플랜모드(면내진동모드)에 대한 해석도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 디스크플레이트 2 : 모자부(Hat)

2a : 잔존영역단

3 : 스퀼저감부 3a,3b : 제1·2함몰절단면

a,b : 형성각 C : 캘리퍼어셈블리

t : 함몰깊이

본 발명은 차량용 브레이크 디스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형상에 기인하는 스퀼을 저감시킨 브레이크 디스크에 관한 것이다.

일반적으로 주행중인 차량을 정지시키는 브레이크시스템은 운전자의 조작 시 최초 운전자의 조작력을 배가시키는 부스터를 통해 오일을 가압하여 유압을 발생하는 마스터실린더를 통해 차륜의 회전력을 정지시켜 주는 브레이크어셈블리로 구성되어진다.

이러한 브레이크는 브레이크어셈블리에 따라 여러 방식으로 분류되는데 이중, 캘리퍼 타입은 브레이크 조작에 따른 유압을 통해 엔진으로부터 발생된 동력에 의해 회전되는 차륜에 장착된 브레이크디스크의 양 측면에서 가압하여 정지시키도록 작동되어진다.

이와 같은 캘리퍼 타입에 사용되는 브레이크디스크는 그 중심에 대해 대칭적인 구조를 이루면서, 브레이크어셈블리의 가압패드에 의해 발생되는 마찰열을 대기로 방출하도록 그 테두리를 따라 일정 간격으로 다수개의 에어벤트홀이 형성되는데, 이는 제동 시 마찰열에 의한 디스크의 열전도율을 향상하기 위한 것으로 이에 따라 통상, 통풍성 디스크나 또는 벤틸레이트 디스크로 불리 움은 물론이다.

그러나, 이러한 브레이크 디스크의 대칭 구조는 그 구조적인 취약성에 따라 더블렛(Doublelet) 모드간의 모드 중첩에 의한 스퀼 소음(Squeal Noise)이 잘 발생하는 현상이 있는데 특히, 스퀼 노이즈의 주요 원인인 인-플랜 모드(In-Plane Mode, 면내진동이라고도 하며 디스크 표면내에서 밀소를 반복하는 진동모드의 형태)는 더블렛(Doublelet) 모드로서, 대칭 구조의 디스크에서 발생되는 스퀼 노이즈를 줄이기 위해 인-플랜 모드의 더블렛모드를 분리 및 해석이 반드시 요구되지만, 인-플랜 모드의 더블렛모드를 분리가 잘 이루어지지 않고 분리되더라도 극히 일부분만 이루어져 이와 같은 해석이 극히 어려운 한계가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 브레이크 디스크의 형상이 비대칭을 이루도록 해 디스크의 구성요소간 진동 모드에 대한 분리 정도를 크게 증가시켜, 서로 분리되지 않는 중첩 모드에 따른 인-플랜 모드의 분리·해석 방식을 통하지 않고서도 고주파 대역의 스퀼소음을 저감하거나 제거할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 디스크가 제동 시 캘리퍼어셈블리로부터 가해지는 강한 가압력을 받아 발생되는 마찰열로부터 자체적인 냉각 성능을 갖도록 통풍구를 형성한 디스크플레이트와,

상기 디스크플레이트의 중앙에서 한쪽 측면으로부터 돌출되어져 차륜의 허브부위에 장착되는 모자부 및

상기 모자부의 내면 벽 부위에 다른 쪽 두께에 비해 상대적으로 얇은 두께를 형성해 디스크플레이트와 모자부의 인-플랜 모드 진동간 중첩에 의한 스퀼소음을 저감하는 스퀼저감부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 스퀼저감부는 모자부의 내벽 면 부위가, 그 중심에 대해 서로 대향되는 방향에서 깎아내어진 제1·2함몰절단면을 형성하고, 상기 제1·2함몰절단면이 형성되지 않는 잔존영역단은 모자부의 중심에 대해 대칭을 갖는 45°각을 형성 하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1(가),(나)는 본 발명에 따른 스퀼 저감 타입 브레이크 디스크의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 스퀼 저감 타입 브레이크 디스크는 제동 시 캘리퍼어셈블리(C)로부터 가해지는 강한 가압력을 받아 발생되는 마찰열로부터 자체적인 냉각 성능을 갖도록 통풍구를 형성한 디스크플레이트(1)와, 상기 디스크플레이트(1)의 중앙에서 한쪽 측면으로부터 돌출되어져 차륜의 허브부위에 장착되는 모자부(2) 및 상기 모자부(2)의 내벽 면부위를 다른 쪽 두께에 비해 상대적으로 얇은 두께를 형성시켜 디스크플레이트(1)와 모자부(2)간 인-플랜 모드 진동 형성을 저감하는 스퀼저감부(3)로 이루어진다.

여기서, 상기 스퀼저감부(3)는 디스크플레이트(1)의 중앙 부위에서 일체로 형성된 모자부(2)의 내벽 면 부위가, 도 2에 도시된 바와 같이 그 중심에 대해 서로 대향되는 방향에서 깎아내어져 제1·2함몰절단면(3a,3b)을 형성하게 되고, 상기 제1·2함몰절단면(3a,3b)은 깎아지지 않은 잔존영역단(2a)에 비해 소정 깊이로 함몰깊이(t)를 갖아 상대적으로 얇은 두께로 모자부(2)를 형성하게 된다.

이때, 상기 스퀼저감부(3)를 이루는 제1·2함몰절단면(3a,3b)은 서 대칭을 갖는 위치에 형성된 잔존영역단(2a)이 중심에 대해 각각 소정의 형성각(a,b)을 갖는데, 상기 형성각(a,b)은 모자부(2)의 중심에 대해 대칭을 이루면서 45°각(a+b) 을 형성하게 된다.

이와 같이, 상기 잔존영역단(2a)이 모자부(2)의 중심에 대해 대칭을 이룸에 따라, 스퀼저감부(3)의 제1·2함몰절단면(3a,3b)이 잔존영역단(2a)을 포함해 각각 180°각도를 갖고 대칭을 이루도록 함은 물론이다.

또한, 상기 스퀼저감부(3)의 제1·2함몰절단면(3a,3b)이 갖는 함몰깊이(t)는, 디스크플레이트(1)의 비 대칭성을 주기 위한 것으로 절단 깊이는 약 2-3mm 정도로 함이 바람직하며, 또한 모자부(2)를 이루는 전 구간에 걸쳐 형성되어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 브레이크 디스크는 제동 시 캘리퍼어셈블리(C)로부터 가해지는 강한 가압력을 받을 때, 디스크의 대칭 구조에 기인한 더블렛(Doublelet) 모드간의 모드 중첩에 의한 인-플랜 모드로부터 발생되는 스퀼 소음(Squeal Noise)을 저감하는 것으로, 이는 스퀼 노이즈의 주요 원인인 인-플랜 모드(In-Plane Mode, 면내진동이라고도 하며 디스크 표면내에서 밀소를 반복하는 진동모드의 형태)에 대한 해석을 통하지 않고 결과적으로 인-플랜 모드에 기인하는 스퀼 소음을 저감할 수 있게 된다.

이러한, 브레이크 디스크의 스퀼소음 저감은 대칭 구조를 이루던 디스크가, 차륜의 허브부위에 장착되는 모자부(2)의 내벽 면을 소정 두께로 깎아 낸 스퀼저감부(3)를 통해 대칭성이 약화되면서 서로 다른 진동 주파수즉, 디스크플레이트(1)와 모자부(2)간에 각각 발생되면서 서로 중첩되는 더블렛(Doublelet) 모드를 야기하는 현상이 줄어들게 된다.

이는, 브레이크 디스크의 디스크플레이트(1)와 모자부(2)간에 각각 발생되는 고유 진동 모드가 각각 다른 값을 가지면서 서로 분리될 수 있기 때문으로, 상기 모자부(2)의 내 벽면에 형성된 스퀼저감부(3)가 전체적인 브레이크 디스크의 질량 분포를 변화시킴에 따라 스퀼소음을 주로 발생시키는 디스크플레이트(1)의 인-플랜 모드 진동이 저감시켜 주기 때문임은 물론이다.

즉, 제동 시 모자부(2)의 내 벽면을 따라 형성된 스퀼저감부(3)를 갖는 브레이크 디스크에 대한 진동 해석을 하게 되면, 스퀼저감부(3)를 갖지 않는 모자부(2)를 형성한 브레이크 디스크에 대한 인-플랜 모드(In-Plane Mode)해석 시 도 3(가)에 도시된 바와 같이, 중첩되는 모드의 분리 정도를 알 수 있는 모드1과 모드2간 주파수 차이가 0.9Hz인데 반해, 스퀼저감부(3)를 갖는 모자부(2)를 형성한 브레이크 디스크에 대한 인-플랜 모드(In-Plane Mode)해석 시 도 3(나)에 도시된 바와 같이, 중첩되는 모드의 분리 정도를 알 수 있는 모드1과 모드2간 주파수 차이가 175Hz로서 크게 증가된다.

이러한, 인-플랜 모드(In-Plane Mode)해석 시 모드1과 모드2간 주파수 차이의 증가는, 디스크플레이트(1)와 모자부(2)간에 서로 영향을 주는 모드간 결합을 약화시킴을 의미하고, 스퀼 소음의 주원인인 진동 주파수의 중첩을 야기하는 인-플랜 모드의 약화를 가져오므로 스퀼 소음도 발생이 약화되어진다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 브레이크 디스크의 안쪽 내멱 면을 소정 두께로 깎아내 전체적인 디스크 비 대칭성을 강화시켜, 인-플랜모드간 중첩에 따른 시스템 불안정성을 감소해 고주파 영역에서 스퀼 소음을 크게 저하함은 물론 모자부의 내벽면을 깎아냄에 따라 브레이크 디스크의 전체 중량도 감소시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 브레이크 디스크의 스퀼 소음 감소를 위한 진동 해석을 통하지 않고 단순히, 디스크의 대칭 형상을 변화시켜 스퀼 소음을 완전히 차단하므로 스퀼 소음 저감을 위한 시간과 비용을 완전히 줄여줄 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 제동 시 캘리퍼어셈블리(C)로부터 가해지는 강한 가압력을 받아 발생되는 마찰열로부터 자체적인 냉각 성능을 갖도록 통풍구를 형성한 디스크플레이트(1)와,

   상기 디스크플레이트(1)의 중앙에서 한쪽 측면으로부터 돌출되어져 차륜의 허브부위에 장착되는 모자부(2) 및

   상기 모자부(2)의 내면 벽 부위에 다른 쪽 두께에 비해 상대적으로 얇은 두께를 형성해 디스크플레이트(1)와 모자부(2)의 인-플랜 모드 진동간 중첩에 의한 스퀼소음을 저감하는 스퀼저감부(3)

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 스퀼저감타입 브레이크 디스크.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 스퀼저감부(3)는 모자부(2)의 내벽 면 부위가, 그 중심에 대해 서로 대향되는 방향에서 깎아내어진 제1·2함몰절단면(3a,3b)을 형성하는 것을 특징으로 하는 스퀼저감타입 브레이크 디스크.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1·2함몰절단면(3a,3b)이 형성되지 않는 잔존영역단(2a)은 모자부(2)의 중심에 대해 대칭을 갖는 45°각을 형성하는 것을 특징으로 하는 스퀼저감타입 브레이크 디스크.

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