KR20120002341A - Brake disk - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 디스크 브레이크에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 방열 특성을 개선하여 진동 소음을 저감한 브레이크 디스크에 관한 것이다.The present invention relates to a disc brake of a vehicle. In more detail, the present invention relates to a brake disc having improved vibration characteristics to reduce vibration noise.
일반적으로 차량의 브레이크 장치는 주행중의 자동차를 감속 또는 정지시키기 위해 사용되는 장치이다.In general, a brake device of a vehicle is a device used to decelerate or stop a vehicle while driving.
브레이크 장치는 운전자의 조작 시 최초 운전자의 조작력을 배가시키는 부스터를 통해 오일을 가압하여 유압을 발생하는 마스터실린더를 통해 차륜의 회전력을 정지시켜 주는 브레이크어셈블리로 구성되어진다.The brake system consists of a brake assembly that stops the rotational force of the wheel through a master cylinder that generates oil by pressurizing oil through a booster that multiplies the driver's operating power.
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.These brakes are classified in various ways according to the brake assembly. Of these, the caliper type is operated to stop by pressing on both sides of the brake disc mounted on the wheel that is rotated by the power generated from the engine through hydraulic pressure according to the brake operation. Lose.
이와 같은 캘리퍼타입에 사용되는 브레이크디스크는 브레이크어셈블리의 가압패드에 의해 발생되는 마찰열을 대기로 방출하도록 그 테두리를 따라 일정 간격으로 복수개의 에어벤트홀이 형성된다. 에어벤트홀은 제동 시 마찰열에 의한 디스크의 열전도율을 향상시키게 된다. 이와같이 에어벤트홀이 형성된 디스크는 통상, 통풍성 디스크나 또는 벤틸레이트 디스크로 불리운다.The brake discs used in the caliper type have a plurality of air vent holes formed at regular intervals along their edges so as to release frictional heat generated by the pressure pad of the brake assembly to the atmosphere. The air vent hole improves the thermal conductivity of the disk due to frictional heat during braking. The disk in which the air vent hole is formed in this way is usually called a ventilated disk or a ventilated disk.
이러한 에어벤트홀은 디스크의 외측판과 내측판 사이에 연결되는 핀구조물에 의해 형성된다. 이에 외측판과 내측판 그리고 양쪽의 핀에 의해 에어벤트홀이 형성되어 이 에어벤트홀을 통해 공기가 유·출입되면서 디스크에 발생된 열을 냉각시켜 주게 된다.The air vent hole is formed by a fin structure connected between the outer plate and the inner plate of the disk. Air vent holes are formed by the outer plate, the inner plate and both fins to cool the heat generated in the disk as air flows in and out through the air vent holes.
그런데, 종래의 디스크는 제동에 의한 열 발생시 체적과 열전달 차이에 의해 외측판과 내측판 간에 열팽창 정도가 달라지는 현상이 발생된다. 즉, 열전달 경로가 불리한 내측판의 팽창이 외측판보다 상대적으로 더 심하여, 열변형이 발생하고 이는 제동시 진동과 소음 발생의 원인이 된다.However, in the conventional disk, a phenomenon in which the degree of thermal expansion varies between the outer plate and the inner plate is caused by a difference in volume and heat transfer when heat is generated by braking. That is, the expansion of the inner plate, which has a poor heat transfer path, is relatively more severe than that of the outer plate, resulting in thermal deformation, which causes vibration and noise during braking.
이에, 방열 특성을 개선할 수 있도록 된 브레이크 디스크를 제공한다.Thus, a brake disc can be provided that can improve heat dissipation characteristics.
또한, 디스크를 구성하는 외측판과 내측판 사이의 온도 분포를 균일하게 하여 열변형을 최소화함으로써 제동시 진동과 소음을 줄일 수 있도록 된 브레이크 디스크를 제공한다.In addition, it provides a brake disk that can reduce the vibration and noise during braking by minimizing the thermal deformation by uniformizing the temperature distribution between the outer plate and the inner plate constituting the disk.
이를 위해 본 디스크는 차륜의 허브에 장착되는 허브플레이트가 중앙에 형성되고 차량의 외측으로 배치되는 외측판과 차량의 내측으로 배치되는 내측판, 상기 외측판과 내측판 사이를 따라 간격을 두고 설치되고 방사방향으로 연장되어 공기가 유통되는 에어벤트홀을 형성하는 연결핀을 포함하고, 상기 내측판은 상기 에어벤트홀을 지나는 공기와의 접촉면적이 상기 외측판과 비교하여 상대적으로 큰 구조일 수 있다.To this end, the disk is installed at intervals along the outer plate formed in the center of the hub plate is mounted on the hub of the wheel and disposed between the outer plate and the inner plate disposed to the inside of the vehicle, the outer plate and the inner plate A connection pin extending in a radial direction to form an air vent hole through which air flows, wherein the inner plate may have a relatively large contact area with air passing through the air vent hole in comparison with the outer plate. .
상기 디스크는 상기 내측판에 형성되고 에어벤트홀로 연장되어 내측판의 열을 방열하는 방열핀을 포함할 수 있다.The disk may include a heat radiation fin formed on the inner plate and extending to an air vent hole to dissipate heat of the inner plate.
상기 방열핀은 연결핀과 연결핀 사이에서 방사방향으로 형성될 수 있다.The heat dissipation fin may be radially formed between the connection pin and the connection pin.
상기 방열핀은 상기 내측판의 외측에 치우쳐져 형성될 수 있다.The heat dissipation fin may be formed to be biased to the outside of the inner plate.
상기 방열핀은 사각 단면구조일 수 있다.The heat dissipation fin may have a rectangular cross-sectional structure.
상기 방열핀은 원통형태로 복수개가 연속적으로 배치된 구조일 수 있다.The heat dissipation fins may have a structure in which a plurality of heat dissipation fins are continuously disposed.
이상 설명한 바와 같은 본 디스크에 의하면, 제동시 내측판과 외측판의 온도 분포를 균일하게 하여 열변형을 최소화함으로써 제동시 진동성능을 향상시킬 수 있게 된다.According to the present disk as described above, the vibration performance can be improved during braking by minimizing thermal deformation by uniformizing the temperature distribution of the inner and outer plates during braking.
또한, 열변형 최소화와 더불어 고유모드 진폭 감소를 통해 제동 소음을 개선할 수 있게 된다.In addition, braking noise can be improved by minimizing thermal strain and reducing eigenmode amplitude.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 디스크를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 디스크의 핀 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 디스크의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 브레이크 디스크의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 디스크의 진동특성을 종래와 비교한 그래프이다.1 is a schematic diagram illustrating a brake disc according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram illustrating a pin structure of a brake disc according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of a brake disc according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a brake disc according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 is a graph comparing the vibration characteristics of the brake disk according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As can be easily understood by those skilled in the art, the embodiments described below may be modified in various forms without departing from the concept and scope of the present invention. Possible identical or similar parts are represented using the same reference numerals in the drawings.
이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.
이하 설명에서는 냉각수를 통해 배기열을 회수하여 변속기의 윤활유를 가열 냉각하는 회수장치를 예로서 설명한다. 물론, 본 장치는 이에 한정되지 않으며, 냉각수를 통해 회수된 배기열을 이용하는 모든 설비에 적용가능하다 할 것이다.In the following description, a recovery apparatus for recovering exhaust heat through cooling water to heat-cool the lubricating oil of the transmission will be described as an example. Of course, the apparatus is not limited to this, it will be applicable to all the facilities using the exhaust heat recovered through the cooling water.
도 1은 본 실시예에 따른 브레이크 디스크의 일부를 도시한 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view showing a part of a brake disc according to the present embodiment.
도시된 바와 같이, 브레이크 디스크(10)는 차륜의 허브에 장착되도록 중앙에 허브플레이트(12)가 돌출 형성되고 차량의 외측을 향해 배치되는 외측판(14)과 차량의 내측을 향해 배치되는 내측판(16)을 포함한다. 그리고 상기 외측판(14)과 내측판(16) 사이에는 간격을 두고 설치되고 방사방향으로 연장되는 연결핀(18)이 설치되어 외측판(14)과 내측판(16) 사이에 공기가 유통되는 에어벤트홀(20)을 형성하게 된다. 상기 에어밴트홀(20)은 외측판(14)과 내측판(16) 사이에서 외주면을 따라 간격을 두고 연속적으로 형성된다.As shown, the
이에 차량이 제동되면 상기 내측판(16)과 외측판(14)은 캘리퍼어셈블리의 패드와 강한 마찰력을 받아 열이 발생되고, 이 열은 연결핀(18)으로 전달되어 에어벤트홀(20)을 지나는 공기에 의해 방열된다.Accordingly, when the vehicle is braked, the
여기서 본 브레이크 디스크(10)는 상기 내측판(16)의 방열면적이 외측판(14)의 방열면적보다 큰 구조로 되어 있다. 즉, 상기 에어벤트홀(20)을 지나는 공기와의 접촉면적에 있어서, 상기 내측판(16)의 접촉면적이 외측판(14)의 접촉면적보다 상대적으로 큰 구조로 되어 있다.Here, the
이를 위해 상기 내측판(16)은 에어벤트홀(20)로 연장되어 내측판(16)의 열을 방열하는 방열핀(30)이 더 형성된 구조로 되어 있다. 상기 방열핀(30)은 외측판(14)과는 이격되어 서로 분리된 구조로 되어 있다. 이에 내측판(16)은 외측판(14)보다 방열특성이 개선되어, 내측판(16)과 외측판(14)의 온도 분포가 균일하게 된다.To this end, the
본 실시예에서 상기 방열핀(30)은 각 에어벤트홀(20) 마다 형성된다. 이러한 구조 외에 각 에어벤트홀(20)에 대해 방열핀(30)을 교번적으로 설치할 수 있으며, 방열핀(30)의 설치 개수 등은 특별히 한정되지 않는다.In this embodiment, the
도 2에 도시된 바와 같이 상기 방열핀(30)은 상기 내측판(16)의 외측에 치우쳐져 형성된다. 이와 같이 상기 방열핀(30)이 내측판(16)의 외측 즉, 원판 형태의 디스크(10)의 외주부쪽에 치우쳐져 위치함으로써, 디스크(10)의 고유모드 진폭을 줄일 수 있게 된다. 이에 제동 소음을 줄일 수 있게 된다.As shown in FIG. 2, the
더불어, 상기 방열핀(30)이 내측판(16)의 외측에 위치함으로써 에어벤트홀(20)을 지나는 공기의 입측 속도와 출측 속도를 보다 균일화시킬 수 있게 된다.In addition, the
원판 형태의 디스크(10) 특성상 이웃하는 연결핀(18)과 연결핀(18)에 의해 형성되는 에어벤트홀(20)은 통풍 단면적이 디스크(10)의 내측 입구에서 외측 출구쪽으로 진행할수록 점차적으로 확장된다. 이러한 구조는 에어벤트홀(20) 입구에서 출구로 진행할수록 작동 공기가 통과하는 동안 평균 유속이 점차 감소하여 냉각 효과를 감소시키게 된다.Due to the disk-
여기서 본 디스크(10)는 상기와 같이 에어벤트홀(20)의 출구쪽에 치우쳐져 형성됨으로써, 에어벤트홀(20)의 통풍 단면적을 입구와 출구쪽에서 유사하게 형성할 수 있다. 따라서 에어벤트홀(20)을 지나는 공기의 유속이 에어벤트홀(20)의 출구에서 저하되지 않아 입구와 출구의 공기 유속이 균일하게 된다. 이에 빠른 공기 유동을 통해 냉각 성능 향상의 효과를 얻게 된다.Here, the
또한, 상기 방열핀(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 연결핀(18)과 연결핀(18) 사이에서 방사방향으로 형성되며, 사각 단면구조로 이루어진다. 상기 방열핀(30)의 길이는 특별히 한정되지 않는다.In addition, the
한편, 도 4는 본 방열핀(40)의 또다른 실시예를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 본 방열핀(40)은 원통 단면형태로 이루어져, 복수개가 연속적으로 배치된 구조일 수 있다. 상기 방열핀(40) 역시 내측판(16)의 외측에 치우쳐져 형성되며, 내측판(16)으로부터 에어벤트홀(20)로 돌출형성되고 외측판과는 이격되어 분리된 구조로 되어 있다.On the other hand, Figure 4 shows another embodiment of the present
이하 도 5를 참조하여 본 실시예의 디스크의 작용에 대해 설명한다.5, the operation of the disk of this embodiment will be described.
제동 시 캘리퍼어셈블리의 패드가 디스크(10)에 강하게 밀착되면 디스크(10)를 이루는 내측판(16)과 외측판(14)에 마찰열이 발생하게 된다.When the pad of the caliper assembly is in close contact with the
이렇게 발생되는 마찰열은 디스크(10)의 내측판(16)과 외측판(14) 사이에 형성되는 에어벤트홀(20)을 지나는 공기에 의해 열교환되어 방열됨으로써, 내측판(16)과 외측판(14)은 냉각된다.The frictional heat generated is heat-exchanged and radiated by air passing through the
여기서 내측판(16)에는 연결핀(18) 외에 방열핀(30)이 더욱 형성되어 상기 에어벤트홀(20)로 연장되어 있어서, 내측판(16)은 에어벤트홀(20)을 지나는 공기와의 접촉면적이 외측판(14)과 비교하여 상대적으로 더 커지게 된다.Here, the
내측판(16)은 체적과 열전달 경로에 있어서 외측판(14)과 비교하여 상대적으로 불리하나, 상기와 같이 방열핀(30)에 의해 방열 효율을 높일 수 있게 된다. 따라서 내측판(16)과 외측판(14)의 온도 분포가 균일해져 제동시 진동발생의 원인이 되는 열변형을 최소화할 수 있는 것이다. 또한, 방열핀(30)을 통해 디스크(10)의 고유모드 진폭을 감소시킴으로써 제동 소음을 개선할 수 있게 된다.The
도 5는 상기한 열변형 최소화와 고유모드 진폭 감소를 통한 디스크의 진동 특성 개선 효과를 종래와 비교하여 나타낸 그래프로, 디스크의 고유진동수 해석을 통한 주파수 응답 함수 결과를 도시하고 있다. 여기서 진폭이 크게 되면 진동시 가진력이 커지게 되므로 진동 특성 개선에 매우 불리하다.FIG. 5 is a graph showing the effect of improving the vibration characteristics of the disk by minimizing the thermal strain and reducing the eigenmode amplitude, and shows the result of the frequency response function through the natural frequency analysis of the disk. In this case, if the amplitude is large, the excitation force increases during vibration, which is very disadvantageous for improving vibration characteristics.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래 구조와 비교하여 본 실시예에 따른 디스크(10)의 경우 진폭이 작아 진동이 저감되었음을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, it can be seen that the vibration of the
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.While the illustrative embodiments of the present invention have been shown and described, various modifications and alternative embodiments may be made by those skilled in the art. Such variations and other embodiments will be considered and included in the appended claims, all without departing from the true spirit and scope of the invention.
10 : 디스크 14 : 외측판
16 : 내측판 18 : 연결핀
20 : 에어벤트홀 30,40 : 방열핀10
16: inner plate 18: connecting pin
20:
Claims (6)
상기 내측판은 상기 에어벤트홀을 지나는 공기와의 접촉면적이 상기 외측판과 비교하여 상대적으로 큰 구조의 브레이크 디스크.Hub plates mounted to the hub of the wheel are formed in the center and the outer plate disposed to the outside of the vehicle and the inner plate disposed to the inside of the vehicle, spaced along the gap between the outer plate and the inner plate and extending radially A connection pin forming an air vent hole through which air is flown,
And the inner side plate has a relatively larger contact area with air passing through the air vent hole than the outer side plate.
상기 디스크는 상기 내측판에서 부터 형성되어 외측판과 이격되도록 에어벤트홀로 연장되어 내측판의 열을 방열하는 방열핀을 포함하는 브레이크 디스크.The method of claim 1,
The disk is a brake disk formed from the inner plate and extending to the air vent hole so as to be spaced apart from the outer plate including a heat radiating fin for radiating heat of the inner plate.
상기 방열핀은 연결핀과 연결핀 사이에서 방사방향으로 형성되는 브레이크 디스크.The method of claim 2,
The heat dissipation fin is a brake disc formed radially between the connecting pin and the connecting pin.
상기 방열핀은 상기 내측판의 외측에 치우쳐져 형성되는 브레이크 디스크.The method according to claim 2 or 3,
The heat dissipation fins are formed to be biased to the outside of the inner plate.
상기 방열핀은 사각 단면구조인 브레이크 디스크.The method of claim 4, wherein
The heat dissipation fin is a brake disk having a rectangular cross-sectional structure.
상기 방열핀은 원통형태로 복수개가 연속적으로 배치된 구조의 브레이크 디스크.The method of claim 4, wherein
The heat dissipation fin is a brake disk having a plurality of continuous arranged in a cylindrical shape.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |