KR20080108095A - Braking systems with cooling - Google Patents

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KR20080108095A
KR20080108095A KR1020087021680A KR20087021680A KR20080108095A KR 20080108095 A KR20080108095 A KR 20080108095A KR 1020087021680 A KR1020087021680 A KR 1020087021680A KR 20087021680 A KR20087021680 A KR 20087021680A KR 20080108095 A KR20080108095 A KR 20080108095A
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윌리엄 에드워드 페나
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윌리엄 에드워드 페나
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Abstract

A braking system comprises an axle (23), a support element (22) mounted on the axle, a brake ring (3) connected to the periphery of the support element (22) and a brake calliper (21) for applying a braking force to the brake ring (3). The brake ring (3) is connected to the support element (22) in such a manner that a conductive heat flow path is provided for conducting heat from the brake ring (3) into the support element (22). There is also an airflow path passing through the support element (22) and through the region in which the brake calliper (21) is situated for transferring heat by convection from the brake ring (3) and the brake calliper (21). ® KIPO & WIPO 2009

Description

냉각 시스템이 장착된 브레이킹 시스템{BRAKING SYSTEMS WITH COOLING}Breaking System with Cooling System {BRAKING SYSTEMS WITH COOLING}

본 발명은 브레이킹 시스템, 특히 이에 한정되지 않지만, 차량 휠 (vehicle wheel)용 브레이킹 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a braking system, in particular but not limited to a braking system for a vehicle wheel.

일반적으로 차량 휠용 브레이킹 시스템은, 상기 휠의 속도를 늦추기 위한 높은 마찰 계수 (coefficient of friction)를 지닌 표면을 포함하는 브레이킹 시스템을 사용하여, 운동 에너지 (kinetic energy)를 열 에너지로 전환하는 것에 의해 기능 한다. 만일 상기 발생된 열이 소산되지 않는다면, 상기 시스템의 브레이킹 효율이 점점 더 줄어들고, 결국 소위 브레이크 훼이드 (brake fade) 현상을 통해 상기 브레이크가 작동하지 않는다는 문제점이 있다.In general, a braking system for a vehicle wheel functions by converting kinetic energy into thermal energy using a braking system that includes a surface with a high coefficient of friction to slow down the wheel. do. If the generated heat is not dissipated, the braking efficiency of the system becomes less and less, and eventually there is a problem that the brake does not work through a so-called brake fade phenomenon.

드럼 브레이크 (drum brake)는 특히 브레이크 훼이드에 취약한데, 이것은, 드럼이 주변 공기로 대류 (convection)하여 열을 소산하는 데 이용되기보다는 마찰 발생 슈즈 (shoes)에 의해 더 가열되기 때문이다.Drum brakes are particularly vulnerable to brake pads because the drums are heated by friction generating shoes rather than being used to dissipate heat by convection to the surrounding air.

일반적으로 디스크 브레이크 (disc brake)는 드럼 브레이크보다 더 효과적인데, 이것은, 상기 디스크 브레이크가, 드럼 브레이크의 드럼 내부면에 적용되기 보 다는 관련된 휠 허브 (hub)에 부착된 브레이크 디스크에 브레이크 패드 (pad)를 압착시키는 캘리퍼 (calliper)에 의해 더 큰 압력이 가해지도록 할 수 있기 때문이다. 따라서, 디스크 브레이크의 마찰 패드와 그것의 관련된 디스크 사이의 가열 접촉 면적은, 동일한 브레이킹 작용력을 위해 브레이크 슈즈와 그것의 관련된 드럼과의 가열 접촉 면적에 비하여, 상당히 감소될 수 있다. 일반적으로, 디스크 브레이크의 디스크 표면의 20%는 디스크 패드에 의해 심하게 가열되고, 나머지 80%는 관련된 휠의 내부의 주변 공기로의 대류에 의해 열을 소산할 수 있다.In general, a disc brake is more effective than a drum brake, which is a brake pad attached to a brake disc attached to an associated wheel hub rather than being applied to the drum inner surface of the drum brake. This is because a greater pressure can be exerted by a caliper that compresses). Thus, the heating contact area between the friction pad of the disc brake and its associated disk can be significantly reduced compared to the heating contact area of the brake shoe with its associated drum for the same braking action. In general, 20% of the disc surface of the disc brake is severely heated by the disc pad and the remaining 80% can dissipate heat by convection to ambient air inside the associated wheel.

차량의 브레이킹 시스템을 향상시키기 위해, 제조업자들은 큰 직경의 디스크와 큰 브레이크 캘리퍼가 장착될 수 있도록, 차량 휠의 내경 (internal diameter)을 증가시켜왔다. 이것으로, 늘어난 디스크 반경 (radius)의 결과로서 브레이킹 시스템의 브레이킹 레버리지 (leverage)가 증가될 수 있다. 하지만, 이러한 큰 디스크의 큰 반경은, 관련된 캘리퍼가 종래의 작은 디스크의 것보다 상당히 더 길어져 상기 디스크의 깊이를 커버해야 한다는 것을 의미한다.To improve the vehicle's braking system, manufacturers have increased the internal diameter of the vehicle wheels so that large diameter discs and large brake calipers can be mounted. With this, the braking leverage of the braking system can be increased as a result of the increased disk radius. However, the large radius of such a large disk means that the associated caliper must be considerably longer than that of conventional small disks to cover the depth of the disk.

일반적으로, 이러한 큰 디스크와 함께 사용된 긴, 소위 "빔 (beam)" 캘리퍼는 4포트 또는 6포트 구조이고, 이것이 캘리퍼의 복잡성과 생산 비용을 상당히 증가시킨다. 또한, 상기 캘리퍼는, 휠 내부 공기로의 대류에 의한 냉각을 위해 노출된 브레이크 디스크의 면적을 크게 감소시키고, 또한 관련된 휠 내부 공기의 대류에 의한 디스크 냉각에 이용가능한 공역 (air space)을 줄여 "플러그 (plug)" 효과를 악화시킬 수 있다.In general, long, so-called "beam" calipers used with such large disks are four or six port constructions, which significantly increases the complexity and production cost of the caliper. In addition, the caliper significantly reduces the area of the exposed brake disc for cooling by convection to the air inside the wheel, and also reduces the air space available for cooling the disc by convection of the air inside the wheel concerned. It may worsen the "plug" effect.

따라서, 상기 드럼 및 디스크 브레이킹 시스템 둘 다의 주요 내재된 문제는, 공기를 통한 대류만으로 상기 시스템으로부터의 열 소산이 브레이크 훼이드 현상을 막는 데 대체로 불충분하다는 것이다. 또한, 상기 브레이킹 시스템 그 자체의 설계가, 표면을 냉각시키는 역할을 해야만 하는 표면에 걸친 공기의 흐름을 방해하여 그것의 효율성을 떨어트리는 경향이 있다. Thus, a major inherent problem with both the drum and disc braking systems is that convection through air alone is generally insufficient to prevent brake fading from heat dissipation from the system. In addition, the design of the braking system itself tends to impede the flow of air over the surface, which must serve to cool the surface, thereby reducing its efficiency.

본 발명의 목적은, 특히 잘 냉각될 수 있고, 지속적으로 고성능을 보여줄 수 있는 브레이킹 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a braking system which can be particularly well cooled and which can consistently show high performance.

본 발명에 따라, 액슬 (axle), 상기 액슬에 장착된 지지 부재 (support element), 상기 지지 부재 외곽 (periphery)에 연결된 브레이크 링 (brake ring) 및 상기 브레이크 링에 제동력 (braking force)을 가하기 위한 브레이크 캘리퍼 (brake calliper)를 포함하는 브레이킹 시스템이 제공되고, 여기서 상기 브레이크 링은, 전도성 열 흐름 통로 (conductive heat flow path)가 상기 브레이크 링에서 상기 지지 부재로 열을 전도하도록, 상기 지지 부재에 연결되고, 상기 브레이크 링과 상기 브레이크 캘리퍼로부터 대류에 의한 열 전달을 위한, 상기 브레이크 캘리퍼가 설치된 영역과 상기 지지 부재를 통과하는, 공기 흐름 통로가 있다.According to the invention, an axle, a support element mounted to the axle, a brake ring connected to the support member periphery and a braking force for applying the braking force to the brake ring A braking system is provided that includes a brake calliper, wherein the brake ring is coupled to the support member such that a conductive heat flow path conducts heat from the brake ring to the support member. And an air flow passage through the area where the brake caliper is installed and the support member for heat transfer by convection from the brake ring and the brake caliper.

상기 링에서 상기 지지 부재로의 열 전도와, 상기 지지 부재, 링 및 브레이크 캘리퍼의 대류 냉각 (convection cooling) 둘 다에 의해 상기 브레이킹 장치를 냉각하여, 우수한 냉각 및 고성능의, 심지어 지속적인 브레이킹 능력을 갖춘 브레이킹 시스템을 제공하는 것이 가능해진다.Cooling the braking device by both heat conduction from the ring to the support member and convection cooling of the support member, the ring and brake calipers, providing excellent cooling and high performance, even continuous braking capability. It becomes possible to provide a braking system.

상기 브레이킹 시스템은, 차량, 예를 들어 자동차의 휠에 적용될 수 있다. 상기 휠은 허브 및 지지 부재를 포함할 수 있다. 상기 지지 부재는 상기 허브에서 상기 브레이크 링까지 연장될 수 있다. 상기 브레이크 링은 상기 휠의 림 (rim)에 연결되거나 또는 그것의 일부를 형성할 수 있다.The braking system can be applied to a wheel of a vehicle, for example a motor vehicle. The wheel may comprise a hub and a support member. The support member may extend from the hub to the brake ring. The brake ring may be connected to or form part of a rim of the wheel.

대류 또는 다른 요인들에 의해 생성되는 기류 (air current)를 냉각하는 것이 본 발명의 범위 내에 있는 반면, 상기 브레이킹 시스템은, 공기 흐름 통로를 따르는 공기의 흐름을 만들기 위한 기류 생성 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 베인 (vane)이 상기 공기 흐름 통로를 따르는 공기의 흐름을 만들기 위해 설치될 수 있다. 상기 베인은 상기 지지 부재의 일부를 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 베인은 상기 휠의 허브에 설치될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 베인은 어느 하나의 부재에 설치될 수 있으며, 상기 부재는 액슬로부터 외측으로 연장하는 상기 지지 부재일 수 있다.While it is within the scope of the present invention to cool the air current generated by convection or other factors, the braking system preferably includes airflow generating means for creating a flow of air along the airflow passage. Do. For example, vanes may be installed to create a flow of air along the air flow passage. The vane may form part of the support member. In one embodiment of the invention, the vanes may be installed in the hub of the wheel. In another embodiment of the present invention, the vane may be installed on any one member, and the member may be the support member extending outwardly from the axle.

상기 지지 부재를 통과하는 효과적인 공기 흐름 통로를 설치하기 위해, 상기 지지 부재는 그것의 단면적 (cross-sectional area)의 대부분을 차지하는 개구부 (opening)를 갖는 것이 바람직하다. 상기 지지 부재 단면적의, 바람직하게는 적어도 20%, 더 바람직하게는 적어도 40%가 하나 이상의 개구부를 포함하여, 상기 지지 부재를 통한 공기 흐름을 허용한다.In order to install an effective air flow passage through the support member, the support member preferably has an opening that occupies most of its cross-sectional area. Preferably at least 20%, more preferably at least 40% of the cross section of the support member comprises at least one opening to allow air flow through the support member.

상기 브레이크 링은 상기 지지 부재에 탈부착가능하게 연결될 수 있거나, 또는 상기 지지 부재와 일체로 형성될 수 있다. 상기 두 경우에서, 상기 브레이크 링에서 상기 지지 부재로 열을 전도하기 위한 우수한 전도성 통로가 있어야만 한다. 따라서, 상기 브레이크 링과 지지 부재의 경계면 (interface)이 연속적인 환형 (annular) 경계면을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 경계면은, 그 경계면의 바로 근접한 상류 (upstream)의, 상기 브레이크 링 단면적의 적어도 20%, 바람직하게는 50% 이상인 단면적을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 브레이크 링에서 상기 경계면으로 흐르는 열은, 열 전도에 이용가능한 단면적의 50% 이하로 감소한다.The brake ring may be detachably connected to the support member, or may be integrally formed with the support member. In both cases there must be a good conductive passageway for conducting heat from the brake ring to the support member. Accordingly, it is preferable that the interface of the brake ring and the support member comprise a continuous annular interface. The interface preferably has a cross-sectional area of at least 20%, preferably 50% or more of the brake ring cross-sectional area, immediately upstream of the interface. Thus, the heat flowing from the brake ring to the interface reduces to less than 50% of the cross sectional area available for heat conduction.

상기 브레이크 링은 상기 지지 부재의 외곽으로부터 방사상 (radially) 내측으로 돌출하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 브레이크 캘리퍼는 상기 브레이크 링 내부에 위치하면, 상기 브레이크 링이 큰 직경을 갖도록 할 수 있다. 상기 브레이크 링은 평면 (planar)이고, 회전축에 수직인 평면에 있는 것이 바람직하다.Preferably, the brake ring projects radially inward from the outside of the support member. In this case, when the brake caliper is positioned inside the brake ring, the brake ring may have a large diameter. The brake ring is planar, preferably in a plane perpendicular to the axis of rotation.

일반적인 공기 대류에 의한 냉각뿐만 아니라, 일부 상기 브레이크 링 및/또는 브레이크 캘리퍼 주위에 둘러싸인 영역 (enclosed region)을 제공하고, 상기 영역에 유체를 공급하고 상기 영역으로부터 유체를 제거하는 것 또한 본 발명의 범위 내에 있다. 그러한 장치는, 유체 내로 더 효과적으로 열 교환을 할 수 있게 하는데, 여기서 상기 유체는 냉매제 (refrigerant)일 수 있고, 재순환될 수 있다.In addition to cooling by general air convection, providing an enclosed region around some of the brake rings and / or brake calipers, supplying fluid to and removing fluid from the region is also within the scope of the present invention. Is in. Such a device allows for more efficient heat exchange into the fluid, where the fluid can be a refrigerant and can be recycled.

상기 정의된 본 발명의 일 양태에서, 바람직한 형태의 브레이킹 시스템이 정의된다. 하지만, 상기 정의된 특징들의 다른 선택을 포함하는 본 발명에 따른 브레이킹 시스템을 제공하는 것 또한 가능하다. 본 발명의 광범위한 양태에 따라, 액슬, 상기 액슬에 장착된 지지 부재, 상기 지지 부재 외곽에 연결된 브레이크 링 및 상기 브레이크 링에 제동력을 가하기 위한 브레이크 캘리퍼를 포함하는 브레이킹 시스템을 제공하는데, 여기서 상기 시스템은 다음 특징들 중 하나 이상을 더 포함한다:In one aspect of the invention as defined above, a preferred type of braking system is defined. However, it is also possible to provide a braking system according to the invention which comprises another selection of the features defined above. According to a broad aspect of the invention, there is provided a braking system comprising an axle, a support member mounted to the axle, a brake ring connected to the outside of the support member, and a brake caliper for applying braking force to the brake ring. It further includes one or more of the following features:

(i) 전도성 열 흐름 통로가 상기 브레이크 링에서 상기 지지 부재로 열을 전도하도록, 상기 브레이크 링은 상기 지지 부재에 연결되고;(i) the brake ring is connected to the support member such that a conductive heat flow passage conducts heat from the brake ring to the support member;

(ii) 상기 브레이크 링 및 브레이크 캘리퍼로부터 대류에 의한 열 전달을 위한, 상기 브레이크 캘리퍼가 설치된 영역 및 상기 지지 부재를 통과하는, 공기 흐름 통로가 있고;(ii) there is an air flow passage through the support portion and the area in which the brake caliper is installed for heat transfer by convection from the brake ring and the brake caliper;

(iii) 상기 지지 부재는 휠의 일부이고;(iii) the support member is part of a wheel;

(iv) 상기 브레이킹 시스템은 상기 공기 흐름 통로를 따르는 공기의 흐름을 만들기 위한 기류 생성 수단을 포함하고;(iv) the braking system includes airflow generating means for producing a flow of air along the airflow passage;

(v) 상기 브레이크 링은 상기 지지 부재와 일체로 형성되고;(v) the brake ring is integrally formed with the support member;

(vi) 상기 브레이크 링은 평면이고, 상기 액슬의 회전축에 수직인 평면에 있고;(vi) the brake ring is planar and in a plane perpendicular to the axis of rotation of the axle;

(vii) 상기 브레이킹 시스템은 그 브레이킹 시스템을 냉각하기 위한 냉매 시스템을 포함한다.(vii) The braking system includes a refrigerant system for cooling the braking system.

본 발명의 광범위한 양태에 따른 브레이킹 시스템은 상기 정의된 다른 특징들 중 어느 하나를 더 통합할 수 있다.The braking system according to the broad aspect of the present invention may further incorporate any of the other features defined above.

상기 브레이킹 시스템은, 이제 한정되지 않지만, 다양한 차량을 포함하는 광범위한 여러 응용물에 사용될 수 있다. 경주용 자동차를 포함하는 자동차, 기차 및 항공기를 포함하는 본 발명의 예가 아래 설명된다.The braking system can now be used in a wide variety of applications, including but not limited to a variety of vehicles. Examples of the present invention, including automobiles, trains, and aircraft, including racing cars, are described below.

예로서, 본 발명의 실시예가 첨부된 개략적 도면을 참조하여 설명될 것이다.By way of example, embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying schematic drawings.

도 1은 종래의 자동차 휠에 적용된 브레이킹 시스템의 수직 단면도이고;1 is a vertical sectional view of a braking system applied to a conventional automobile wheel;

도 2는 도 1에 도시된 휠의 변형된 형태인 차량 휠 외부로부터의 사시도이고;FIG. 2 is a perspective view from outside the vehicle wheel, which is a modified form of the wheel shown in FIG. 1; FIG.

도 3은 상기 휠에 부착된 브레이크 링을 지닌 도 2의 휠 내부로부터의 사시도이고;3 is a perspective view from inside the wheel of FIG. 2 with a brake ring attached to the wheel;

도 4는 변형된 형태의 브레이킹 시스템을 지닌 자동차 휠 액슬 조립체의 단면도이고;4 is a cross-sectional view of an automotive wheel axle assembly with a modified form of braking system;

도 5는 브레이킹 시스템을 지닌 기차 액슬의 사시도이고;5 is a perspective view of a train axle with a braking system;

도 6은 냉매 시스템을 포함한, 차량 휠용 브레이킹 시스템의 개략적 사시도이다.6 is a schematic perspective view of a braking system for a vehicle wheel, including a refrigerant system.

도 1에 도시된 자동차 휠은, 그것을 차량의 액슬에 고정하기 위한 고정 홀 (fixing hole)(1) 및 공기 타이어 (pneumatic tyre)(미도시)를 수용하기 위한 림 (rim)(2)을 포함하는 지지 부재 (9)를 갖는다는 점에서 일반적으로 종래의 차량과 같다. 하지만, 그것이 접시머리 볼트 (countersunk bolt)(5)에 의해 림 (2)의 환형 리세스 (annular recess)(4)에 고정된 환형 브레이크 링 (3)을 포함한다는 점에서 종래의 차량과 다르다. 또한, 상기 휠의 중심부에서 상기 림 (2)까지 연장된 상기 지지 부재 (9)가 많은 개구부 (10)를 구비한다.The motor vehicle wheel shown in FIG. 1 includes a fixing hole 1 for securing it to the axle of the vehicle and a rim 2 for receiving a pneumatic tire (not shown). It is generally the same as a conventional vehicle in that it has the support member 9 to make. However, it differs from the conventional vehicle in that it includes an annular brake ring 3 fixed to an annular recess 4 of the rim 2 by countersunk bolts 5. In addition, the support member 9 extending from the center of the wheel to the rim 2 is provided with many openings 10.

제동력이, 상기 차량의 현가장치 (suspension)에 부착된 캘리퍼 (6)를 사용하여 상기 브레이크 링 (3)에 가해질 수 있고, 유압 호스 (hydraulic hose)(미도시)를 통해 종래 방식으로 제동력이 유압적으로 작용하여, 상기 브레이크 패드 (8)에 유압 피스톤 (hydraulic piston)을 밀어넣고, 상기 브레이크 패드 (8)를 상기 링 (3)과 마찰 체결 (frictional engagement)하도록 할 수 있다.A braking force can be applied to the brake ring 3 using a caliper 6 attached to the suspension of the vehicle, and the braking force is hydraulically applied in a conventional manner via a hydraulic hose (not shown). Acting as a hydraulic piston, the hydraulic piston can be pushed into the brake pad 8 and frictional engagement of the brake pad 8 with the ring 3 is achieved.

사용시 기류가 상기 브레이크 캘리퍼 (6) 및 브레이크 링 (3)을 지나가고, 개구부 (10)를 통과하며, 상기 개구부는 브레이킹 동안 발생된 열을 상기 부품들로부터 빼앗는다. 또한, 상기 브레이크 링 (3)에서 발생된 열은 상기 림 (2)과의 경계면을 통해 상기 지지 부재 (9)의 림 부분으로 흐른다. 상기 브레이크 링 (3)과 림 (2)은 간격을 두고 설치된 볼트 (5)와 동일하게 휠의 모든 외곽 주위에서 연결된다. 따라서, 전도성 열 흐름 통로는 상기 링 (3)에서 상기 지지 부재 (9)로 연결된다.In use, airflow passes through the brake caliper 6 and brake ring 3 and passes through the opening 10, which takes away heat generated during the braking from the parts. In addition, heat generated in the brake ring 3 flows to the rim portion of the support member 9 through the interface with the rim 2. The brake ring 3 and the rim 2 are connected around all the periphery of the wheel in the same way as the bolts 5 provided at intervals. Thus, a conductive heat flow passage is connected from the ring 3 to the support member 9.

도시된 특정 실시예에서, 상기 브레이크 링 (3)과 지지 부재 (9) 경계면의 단면적은, 상기 경계면의 바로 근접한 상류의 브레이크 링의 단면적만큼 크다. 따라서, 상기 링 (3)과 지지 부재 (9)가 열적 전도체 (thermally conductive material)로 만들어지고, 상기 경계면에 우수한 열 접촉 (thermal contact)이 있다면, 우수한 전도성 열 흐름 통로가 형성되어, 상기 브레이크 링 (3)에서 상기 지지 부재 (9)로 열을 전도한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 상기 개구부 (10)는 상기 지지 부재 (9) 단면적의 약 90%를 차지하고, 따라서, 상기 브레이크 캘리퍼 (6)가 설치된 영역과 상기 지지 부재 (9)를 통과하는 공기 흐름 통로가 있게 된다. 그 결 과, 상기 브레이크 링 (3) 및 브레이크 캘리퍼 (6)로부터 대류에 의한 열 전달이 용이하게 된다. 바람직하게는, 상기 대류를 강제 대류 (forced convection)로 만들어, 예를 들어 상기 지지 부재 위에 베인을 설치하여 공기 흐름이 상기 개구부 (10)를 통과하도록 하여, 상기 대류를 더 증가할 수 있다. 이것은, 상기 지지 부재 (9)가 베인 (11)을 포함하는, 도 1의 실시예의 경우이다.In the particular embodiment shown, the cross-sectional area of the interface between the brake ring 3 and the support member 9 is as large as the cross-sectional area of the brake ring immediately upstream of the interface. Thus, if the ring 3 and the support member 9 are made of a thermally conductive material and there is a good thermal contact at the interface, a good conductive heat flow passage is formed, so that the brake ring In (3), heat is conducted to the support member (9). In the embodiment shown in FIG. 1, the opening 10 occupies about 90% of the cross-sectional area of the support member 9, thus passing through the region in which the brake caliper 6 is installed and the support member 9. There will be an air flow passage. As a result, heat transfer by convection from the brake ring 3 and the brake caliper 6 is facilitated. Preferably, the convection may be forced convection, for example by installing a vane over the support member such that an air flow passes through the opening 10, further increasing the convection. This is the case of the embodiment of FIG. 1, wherein the support member 9 comprises a vane 11.

상기 차량으로부터 휠을 제거하고 교체하는 것은 실질상 종래 방식으로 달성될 수 있는데, 즉 캘리퍼가 상기 도면에서 점선으로 표시된 위치로 이동될 수 있도록, 라인 A-A에 가까이에 상기 캘리퍼 (6)의 일부를 푼 다음 회전시킨 후, 상기 차량 액슬에 휠을 유지시키는 고정 너트 또는 볼트를 제거한 다음 교체한다.Removing and replacing the wheel from the vehicle can be accomplished in a substantially conventional manner, i.e. loosening a part of the caliper 6 near the line AA so that the caliper can be moved to the position indicated by the dotted line in the figure After the next turn, remove and replace the retaining nut or bolt that holds the wheel on the vehicle axle.

본 발명에 따른 차량 브레이킹 시스템은 다양한 차량에 사용될 수 있다. 상기 시스템은 도로용 차량 (road vehicle), 예를 들어 자동차, 버스, 화물차 및 도로용 트레일러 차량에 사용될 수 있고, 레일 또는 트랙에서 달리는 차량, 예를 들어 객차 (railway carriage), 화차 (railway wagon) 및 광차 (tram)에 사용될 수 있고, 마지막으로 항공기에도 사용될 수 있다.The vehicle braking system according to the invention can be used in a variety of vehicles. The system can be used in road vehicles, for example automobiles, buses, vans and road trailer vehicles, and vehicles running on rails or tracks, for example railroad carriages, railroad wagons. And trams, and finally in aircrafts.

도 2는 도 1의 휠과 대체로 유사한 휠의 변형된 형태를 도시하는데, 여기서 해당 부품을 가리키는 동일한 도면 부호가 사용된다. 도 2에서, 상기 브레이크 링 (3)과 브레이크 캘리퍼 (6)는 도시되지 않는다. 상기 부품들은 도 3에 도시된다. 또한, 도 2 및 도 3에서, 상기 지지 부재 (9)는, 상기 휠을 통해 공기의 흐름 (도 1에서 화살표가 가리킨 대로)을 발생하는 베인 (11)을 갖는 것으로 도시된다.FIG. 2 shows a variant of a wheel that is generally similar to the wheel of FIG. 1, where the same reference numerals are used to indicate the parts. In FIG. 2, the brake ring 3 and the brake caliper 6 are not shown. The parts are shown in FIG. In addition, in Figures 2 and 3, the support member 9 is shown having vanes 11 which generate a flow of air (as indicated by the arrows in Figure 1) through the wheel.

도 2 및 도 3에 도시된 실시예에서, 상기 지지 부재 (9)와 브레이크 링 (3) 모두 알루미늄, 열적 전도체로 만들어진다.In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, both the support member 9 and the brake ring 3 are made of aluminum, thermal conductor.

상기 브레이크 링 (3)을 제공하는 이점은, 그것이 휠의 내부 림 (inner rim)에 강도 (strength)를 추가하여, 상기 휠의 부품들의 두께를 줄일 수 있게 한다. The advantage of providing the brake ring 3 makes it possible to add strength to the inner rim of the wheel, thereby reducing the thickness of the parts of the wheel.

특히 고성능의 자동차에서, 예를 들어 레이저온도계 (laser thermometer)(미도시)로 상기 브레이크 링 및/또는 브레이크 패드의 온도를 모니터하고, 상기 온도 신호를 상기 브레이킹을 제어하는 제어기 (controller)로의 입력으로서 사용하는 것이 바람직하다.Particularly in high performance motor vehicles, for example, a laser thermometer (not shown) monitors the temperature of the brake ring and / or brake pads, and the temperature signal is input as a controller to control the braking. It is preferable to use.

도 4는, 상기 브레이킹 시스템이 상기 휠로부터 떨어진 차량의 리어 액슬 (rear axle)(23)에 장착된 자동차의 변형된 장치를 도시한다. 도시된 실시예에서, 상기 시스템은, 각각의 시스템에 대한 브레이크 캘리퍼 (21)가 장착된 차동 장치 (differential) 또는 기어박스 유니트 (gearbox unit)(20)의 양쪽 측면에 장착된다. 각각의 브레이킹 시스템은, 각각의 액슬 (23)에 장착되고 외측으로 연장하며, 상기 캘리퍼 (21)가 작용하는 브레이크 링 (3) 외곽에 연결된, 개방된 베인 부재 (open vaned element)인 지지 부재 (22)를 포함한다. 상기 베인 지지 부재 (22)는, 상기 브레이크 링 (3) 및 캘리퍼 (21)의 영역에서 공기 흐름을 일으키고, 그것의 핀-유사 (fin-like) 구조의 결과로서, 상기 지지 부재를 냉각하는 역할을 한다. 화살표는 공기 흐름 방향을 나타낸다.4 shows a modified device of a motor vehicle in which the braking system is mounted on the rear axle 23 of the vehicle away from the wheel. In the illustrated embodiment, the system is mounted on both sides of a differential or gearbox unit 20 equipped with a brake caliper 21 for each system. Each braking system is an open vaned element which is mounted on each axle 23 and extends outward and connected to the outside of the brake ring 3 on which the caliper 21 acts. 22). The vane support member 22 causes air flow in the region of the brake ring 3 and the caliper 21, and serves to cool the support member as a result of its fin-like structure. Do it. Arrows indicate the direction of air flow.

도 5는 도 4의 장치와 유사하지만, 레일 (26) 위에 휠 (25)을 갖는 철도 차량의 액슬에 적용된 장치를 도시한다. 도 4와 마찬가지로, 해당 부품을 가리키는 동일한 도면 부호가 도 5에 사용된다.FIG. 5 shows a device similar to the device of FIG. 4, but applied to an axle of a railway vehicle having wheels 25 on rails 26. As in FIG. 4, the same reference numerals that refer to the parts are used in FIG. 5.

도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 종류의 브레이킹 시스템과 유체 냉각 시스템 (fluid cooling system)을 개략적으로 도시한다. 밀봉된 챔버 (sealed chamber)(30)는 상기 브레이킹 시스템의 영역에 설치되며, 냉매제가, 상기 냉매제가 응축 및 냉각되는 또 다른 열 교환 라디에이터 (radiator)(32)와 상기 챔버 (30) 사이에 있는 튜브 (tube)(31)를 따라 순환된다. 도 6은 개략도이고, 상기 챔버 (30)는 상기 캘리퍼를 예를 들어 감쌀 뿐이며, 상기 브레이크 링 (3)과 실링 접촉할 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.FIG. 6 schematically shows a braking system and a fluid cooling system of the kind shown in FIGS. 4 and 5. A sealed chamber 30 is installed in the region of the braking system, wherein the refrigerant is located between the chamber 30 and another heat exchange radiator 32 where the refrigerant is condensed and cooled. Circulated along a tube 31. 6 is a schematic view, it should be understood that the chamber 30 merely wraps the caliper, for example, and can be in sealing contact with the brake ring 3.

Claims (15)

액슬, 상기 액슬에 장착된 지지 부재, 상기 지지 부재 외곽에 연결된 브레이크 링 및 상기 브레이크 링에 제동력을 가하기 위한 브레이크 캘리퍼를 포함하는 브레이킹 시스템에 있어서, 상기 브레이크 링은, 전도성 열 흐름 통로가 상기 브레이크 링에서 상기 지지 부재로 열을 전도하도록, 상기 지지 부재에 연결되고, 상기 브레이크 링과 브레이크 캘리퍼로부터 대류에 의한 열 전달을 위한, 상기 브레이크 캘리퍼가 설치된 영역과 상기 지지 부재를 통과하는 공기 흐름 통로가 있는 것을 특징으로 하는 브레이킹 시스템.A braking system comprising an axle, a support member mounted to the axle, a brake ring connected to the outside of the support member, and a brake caliper for applying braking force to the brake ring, wherein the brake ring has a conductive heat flow path in the brake ring. Connected to the support member, for conducting heat transfer by convection from the brake ring and the brake caliper, in which the brake caliper is installed and an air flow passage through the support member Breaking system, characterized in that. 제 1항에 있어서, 상기 지지 부재가 휠의 일부인 것을 특징으로 하는 브레이킹 시스템.The braking system of claim 1, wherein the support member is part of a wheel. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 공기 흐름 통로를 따르는 공기의 흐름을 만들기 위한 기류 생성 수단을 더 포함하는 브레이킹 시스템.3. The braking system according to claim 1 or 2, further comprising airflow generating means for producing a flow of air along the airflow passage. 제 3항에 있어서, 상기 지지 부재가 상기 공기 흐름 통로를 따르는 공기의 흐름을 만들기 위한 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이킹 시스템.4. The braking system as recited in claim 3, wherein said support member comprises vanes for creating a flow of air along said air flow passage. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크 링이 상기 지지 부 재에 탈부착가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 브레이킹 시스템.5. The braking system according to claim 1, wherein the brake ring is detachably connected to the support member. 6. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크 링이 상기 지지 부재와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 브레이킹 시스템.The braking system according to any one of claims 1 to 4, wherein the brake ring is formed integrally with the support member. 제 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크 링이 상기 지지 부재의 외곽으로부터 방사상 내측으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 브레이킹 시스템.7. The braking system according to any one of the preceding claims, wherein the brake ring projects radially inward from the outside of the support member. 제 7항에 있어서, 상기 브레이크 링이 평면이고, 상기 액슬의 회전축에 수직인 평면에 있는 것을 특징으로 하는 브레이킹 시스템.8. The braking system according to claim 7, wherein the brake ring is planar and in a plane perpendicular to the axis of rotation of the axle. 액슬, 상기 액슬에 장착된 지지 부재, 상기 지지 부재 외곽에 연결된 브레이크 링 및 상기 브레이크 링에 제동력을 가하기 위한 브레이크 캘리퍼를 포함하는 브레이킹 시스템에 있어서,A braking system comprising an axle, a support member mounted to the axle, a brake ring connected to the outside of the support member, and a brake caliper for applying braking force to the brake ring. (i) 전도성 열 흐름 통로가 상기 브레이크 링에서 상기 지지 부재로 열을 전도하도록, 상기 브레이크 링이 상기 지지 부재에 연결되고;(i) the brake ring is connected to the support member such that a conductive heat flow passage conducts heat from the brake ring to the support member; (ii) 상기 브레이크 링 및 브레이크 캘리퍼로부터 대류에 의한 열 전달을 위한, 상기 브레이크 캘리퍼가 설치된 영역 및 상기 지지 부재를 통과하는 공기 흐름 통로가 있고;(ii) there is an air flow passage through the area in which the brake caliper is installed and the support member for heat transfer by convection from the brake ring and the brake caliper; (iii) 상기 지지 부재가 휠의 일부이고;(iii) the support member is part of a wheel; (iv) 상기 브레이킹 시스템이 상기 공기 흐름 통로를 따르는 공기의 흐름을 만들기 위한 기류 생성 수단을 포함하고;(iv) the braking system comprises airflow generating means for producing a flow of air along the airflow passage; (v) 상기 브레이크 링이 상기 지지 부재와 일체로 형성되고;(v) the brake ring is integrally formed with the support member; (vi) 상기 브레이크 링이 평면이고, 상기 액슬의 회전축에 수직인 평면에 있고;(vi) the brake ring is planar and in a plane perpendicular to the axis of rotation of the axle; (vii) 상기 브레이킹 시스템이 그 브레이킹 시스템을 냉각하기 위한 냉매 시스템을 순환한다는 특징들 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이킹 시스템. (vii) the braking system further comprising one or more of the features that circulate a refrigerant system for cooling the braking system. 제 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이킹 시스템을 냉각하기 위한 냉매 시스템을 더 포함하는 브레이킹 시스템.10. A braking system as claimed in any preceding claim, further comprising a refrigerant system for cooling the braking system. 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 따른 브레이킹 시스템을 포함하는 차량.A vehicle comprising the braking system according to claim 1. 제 11항에 있어서, 상기 차량이 자동차인 것을 특징으로 하는 차량.12. The vehicle according to claim 11, wherein said vehicle is a motor vehicle. 제 11항에 있어서, 상기 차량이 기차인 것을 특징으로 하는 차량.12. The vehicle according to claim 11, wherein said vehicle is a train. 제 11항에 있어서, 상기 차량이 항공기인 것을 특징으로 하는 차량.12. The vehicle according to claim 11, wherein said vehicle is an aircraft. 실질적으로, 본 명세서에서 첨부된 도면에 도시된 대로 그것을 참조하여 설명된 것과 같은 브레이킹 시스템.Substantially, a braking system as described with reference to it as shown in the accompanying drawings herein.
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