KR20140058120A

KR20140058120A - 차량용 브레이크 디스크

Info

Publication number: KR20140058120A
Application number: KR1020120124754A
Authority: KR
Inventors: 김윤철; 이재영; 김성진; 한재민; 홍성종; 김기정
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사; 남양공업주식회사
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-05-14
Also published as: DE102012224468A1; JP2014092266A; CN103807333A; US20140124308A1

Abstract

본 발명은, 휠의 회전축에 장착되며, 원주방향을 따라 반경 방향을 향하여 장착홀이 형성된 햇; 상기 햇의 외부를 둘러싸는 형상으로 마련되며, 원주방향을 따라 상기 장착홀과 대응하는 위치에 반경 방향으로 슬라이딩홀이 길게 형성된 브레이킹밴드; 및 일단부가 상기 장착홀에 장착되며, 타단부가 상기 슬라이딩홀에 끼워지되 상기 슬라이딩홀 내에서 반경 방향으로 슬라이딩되도록 장착된 슬라이딩핀;을 포함하는 차량용 브레이크 디스크가 소개된다.

Description

차량용 브레이크 디스크{BRAKE DISK FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 브레이크 디스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 햇과 브레이킹밴드의 체결 구조 개선을 통해 브레이크 디스크의 성능을 저하시키지 않으면서 브레이크 디스크를 경량화하여 연비를 향상시키도록 한 차량용 브레이크 디스크에 관한 것이다.

일반적으로, 석유 에너지 부족 및 기후 변화 문제로 전 세계 자동차 업체는 연비 향상을 위한 기술 개발에 총력을 기울이고 있다.

이 중 연비 향상을 위한 기술로 성능 저하 없이 차량을 경량화 하는 기술이 주목 받고 있다. 특히 휠 구동 부하와 직접적으로 연관되어 있는 언스프렁 매스(unsprung mass)의 저감은 연비 향상에 효율적이므로 관련 기술에 대한 연구 및 개발이 급진적으로 이루어지고 있는 추세에 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 브레이크 디스크를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 허브에 장착되기 위한 햇(1)와, 제동시 마찰이 이루어지는 원판형의 디스크(2)로 이루어져 있다.

이러한, 브레이크 디스크는 햇(1)과, 디스크(2) 모두가 편상 흑연의 조직으로 인해 우수한 진동감쇄능, 댐핑성, 방열성 및 윤활기능 등의 우수한 제동 특성을 나타내는 재질인 회주철로 구성되어 있다.

그러나, 회주철의 비중은 7.2g/cm³ 상당의 비중으로 인해 무거운 단점이 있어, 연비를 악화시키는 문제가 있었다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

한국 공개특허공보 KR 2012-0002148 A. 일본 공개특허공보 JP 2001-132784 A.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 햇과 브레이킹밴드의 체결 구조 개선을 통해 브레이크 디스크의 성능을 저하시키지 않으면서 브레이크 디스크를 경량화하여 연비를 향상시키도록 한 차량용 브레이크 디스크를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 휠의 회전축에 장착되며, 원주방향을 따라 반경 방향을 향하여 장착홀이 형성된 햇; 상기 햇의 외부를 둘러싸는 형상으로 마련되며, 원주방향을 따라 상기 장착홀과 대응하는 위치에 반경 방향으로 슬라이딩홀이 길게 형성된 브레이킹밴드; 및 일단부가 상기 장착홀에 장착되며, 타단부가 상기 슬라이딩홀에 끼워지되 상기 슬라이딩홀 내에서 반경 방향으로 슬라이딩되도록 장착된 슬라이딩핀;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 햇의 둘레에 그 축방향으로 연장부가 절곡 형성되어 상기 연장부에 장착홀이 형성되며; 상기 슬라이딩핀의 일단부 중심에 끼움부가 형성되어 상기 끼움부가 상기 장착홀의 일단부 측에서 끼워지고, 상기 끼움부의 외주면에 단차부가 형성되어 상기 단차부가 장착홀 둘레의 연장부에 지지되며; 상기 장착홀의 타단부 측에서 상기 끼움부 중심으로 볼팅 체결됨으로써, 상기 연장부에 슬라이딩핀이 결합될 수 있다.

상기 슬라이딩핀의 타단부는 슬라이딩홀과 대응되는 형상으로 형성되며; 상기 슬라이딩핀의 타단부와, 슬라이딩홀은 그 길이방향을 따라 각각 동일한 단면적으로 형성될 수 있다.

상기 슬라이딩핀의 타단부를 슬라이딩홀 내에 삽입시, 상기 슬라이딩핀의 타단부의 일부만 삽입되며; 상기 슬라이딩홀의 내부에는 슬라이딩핀이 진입되지 않은 여유길이가 마련되고; 상기 여유길이는 상기 슬라이딩홀에 삽입되지 않은 슬라이딩핀 타단부의 나머지 길이보다 길게 마련될 수 있다.

상기 슬라이딩홀에는 방열그리스가 도포될 수 있다.

상기 슬라이딩핀은 햇의 원주방향을 따라 균등하게 배분된 각도로 짝수개가 설치될 수 있다.

상기 햇은 경량의 열전도체로 성형될 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 햇을 경량 재질로 형성하면서, 슬라이딩핀에 의한 슬라이딩 이동 구조를 이용하여 경량화된 햇과 브레이킹밴드를 조립함으로써, 브레이크 디스크의 중량을 저감하여 연비를 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 차량용 브레이크 디스크를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 햇(10)과 브레이킹밴드(20)의 조립 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 햇과 브레이킹밴드의 조립 전 상태를 분리하여 나타낸 도면
도 4는 도 2에 도시된 A - A선 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 슬라이딩핀의 체결상태를 확대하여 나타낸 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5를 통해 도시된 본 발명의 차량용 브레이크 디스크는, 크게 햇(10)과, 브레이킹밴드(20) 및 슬라이딩핀(30)을 포함하여 구성된다.

구체적으로, 휠의 회전축(15)에 장착되며, 원주방향을 따라 반경 방향을 향하여 장착홀(12)이 형성된 햇(10)과, 상기 햇(10)의 외부를 둘러싸는 형상으로 마련되며, 원주방향을 따라 상기 장착홀(12)과 대응하는 위치에 반경 방향으로 슬라이딩홀(22)이 길게 형성된 브레이킹밴드(20) 및, 일단부가 상기 장착홀(12)에 장착되며, 타단부가 상기 슬라이딩홀(22)에 끼워지되 상기 슬라이딩홀(22) 내에서 반경 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 장착된 슬라이딩핀(30)을 포함하여 구성되는 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 햇(10)과 브레이킹밴드(20)의 조립 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 의한 햇(10)과 브레이킹밴드(20)의 조립 전 상태를 분리하여 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 햇(10)은 그 중심이 휠의 회전축(15), 바람직하게는 허브에 장착되는 것으로, 원주방향인 외주면 둘레를 따라 방사상으로 다수의 장착홀(12)이 다수 형성된다.

이러한, 상기 장착홀(12)은 햇(10)의 반경 방향을 향하여 형성됨으로써, 상기 장착홀(12)에 그 반경 방향으로 슬라이딩핀(30)이 결합된다. 또한 상기 장착홀(12)은 후술하는 슬라이딩홀(22)과 동심원 상에 형성되는 것이 바람직할 것이다.

특히, 상기 햇(10)은 경량의 열전도체로 성형되며, 바람직하게는 알루미늄재로 성형될 수 있다. 따라서, 상기 햇(10)의 중량을 저감하여 연비를 향상시키게 된다.

상기 브레이킹밴드(20)는, 상기 햇(10)과 조립되는 것으로, 외측면 둘레를 따라 마찰면(21)이 형성된다. 이러한, 상기 브레이킹밴드(20)는 원판 형상으로 형성되며, 회주철 주조로 제조 및 성형된다. 그리고, 상기 브레이킹밴드(20)는 한 개의 원판으로 이루어진 솔리드 타입이거나 혹은 두 개의 원판 사이에 다수의 리브로 연결된 벤틸레이드 타입일 수 있으며, 상기 벤틸레이드 타입의 브레이킹밴드(20)의 경우 냉각성능 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상기 마찰면(21)의 내측 둘레를 따라 상기 장착홀(12)과 대응하는 위치에 방사상으로 다수의 슬라이딩홀(22)이 형성되며, 상기 슬라이딩홀(22)은 브레이킹밴드(20)의 원주방향을 따라 등간격으로 다수 형성된다.

이때, 상기 슬라이딩홀(22)은 상기 브레이킹밴드(20)의 반경 방향으로 길게 형성됨으로써, 슬라이딩핀(30)이 상기 슬라이딩홀(22) 내에서 브레이킹밴드(20)의 반경 방향을 따라 이동된다. 이를 위해, 상기 슬라이딩홀(22)의 내경은 슬라이딩핀(30)의 타단부 외경과 대응되도록 형성됨으로써, 상기 슬라이딩핀(30)이 슬라이딩홀(22)을 따라 가이드되어 이동되도록 구성한다.

상기 슬라이딩핀(30)은, 일단부가 상기 장착홀(12)에 끼움 장착되며, 타단부가 상기 슬라이딩홀(22)에 끼워진다. 이때, 상기 슬라이딩홀(22)은 브레이킹밴드(20)의 반경 방향으로 길게 형성됨으로써, 상기 슬라이딩핀(30)의 타단부는 앞서 설명한 바와 같이 상기 슬라이딩홀(22) 내에서 반경 방향으로 슬라이딩 이동된다.

즉, 차량의 제동시 브레이킹밴드(20)에서 고온의 열이 발생되는데, 상기 브레이킹밴드(20)가 슬라이딩핀(30)과 고정되어 있으며, 상기 슬라이딩핀(30)에 브레이킹밴드(20)의 열팽창에 따른 응력이 집중되는바, 이를 해소하기 위해 슬라이딩핀(30)이 브레이킹밴드(20)에 형성된 슬라이딩홀(22) 내에서 그 반경 방향으로 상대 이동되게 설치되는 것이다.

도 4는 도 2에 도시된 A - A선 단면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 슬라이딩핀(30)의 체결상태를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 4 와 도 5를 참조하여, 상기 슬라이딩핀(30)의 결합구조를 살펴보면, 상기 햇(10)의 둘레에 그 축방향으로 연장부(11)가 절곡 형성되어 상기 연장부(11)에 장착홀(12)이 형성되며, 상기 슬라이딩핀(30)의 일단부 중심에 끼움부(32)가 형성되어 상기 끼움부(32)가 상기 장착홀(12)의 일단부 측에서 끼워지고, 상기 끼움부(32)의 외주면에 단차부(34)가 형성되어 상기 단차부(34)가 장착홀(12) 둘레의 연장부(11)에 지지되며, 상기 장착홀(12)의 타단부 측에서 상기 끼움부(32) 중심으로 볼팅 체결됨으로써, 상기 연장부(11)에 슬라이딩핀(30)이 결합될 수 있다.

즉, 상기 햇(10)의 테두리를 따라 연장부(11)가 절곡 형성되고, 상기 연장부(11)에 장착홀(12)이 형성됨으로써, 햇(10)의 반경 방향을 향해 장착홀(12)이 형성될 수 있다. 이에, 상기 장착홀(12)에 슬라이딩핀(30)의 일단부에 형성된 끼움부(32)가 끼워지게 되며, 상기 끼움부(32) 중심에는 볼트(B)에 의해서 볼팅 체결됨으로써, 상기 햇(10)에 슬라이딩핀(30)의 일단부를 체결할 수 있으며, 이로 인해 상기 슬라이딩핀(30)이 브레이킹밴드(20)의 반경 방향으로 체결될 수 있다.

아울러, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이딩핀(30)의 타단부는 슬라이딩홀(22)과 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 슬라이딩핀(30)의 타단부와, 슬라이딩홀(22)은 그 길이방향을 따라 각각 동일한 단면적으로 형성될 수 있다.

즉, 상기 슬라이딩홀(22)의 내경 단면적이 그 길이방향으로 일정하게 형성되며, 또한 상기 슬라이딩홀(22)에 끼워지는 슬라이딩핀(30)의 타단부 외경 단면적이 그 길이방향으로 일정하게 형성됨으로써, 상기 슬라이딩핀(30)의 타단부가 슬라이딩홀(22) 내에서 안정적으로 슬라이딩될 수 있게 된다.

이를 위해, 상기 슬라이딩핀(30)의 타단부는 슬라이딩홀(22)과 적절한 공차(일례로 0.005~0.03㎜)를 갖고 있으며, 또한 이와 더불어 상기 슬라이딩핀(30)의 일단부 역시 장착홀(12)과 적절한 공차(일례로 0.005~0.03㎜)를 갖도록 형성될 것이다.

그리고, 상기 슬라이딩핀(30)의 타단부를 슬라이딩홀(22) 내에 삽입시, 상기 슬라이딩핀(30)의 타단부의 일부만 삽입되며, 상기 슬라이딩홀(22)의 내부에는 슬라이딩핀(30)이 진입되지 않은 여유길이(L2)가 마련되고, 상기 여유길이(L2)는 상기 슬라이딩홀(22)에 삽입되지 않은 슬라이딩핀(30) 타단부의 나머지 길이(L1)보다 길게 마련될 수 있다.

즉, 차량의 제동에 의한 브레이킹밴드(20)의 열팽창시 슬라이딩핀(30)이 슬라이딩되어 슬라이딩홀(22) 내에서 상대 이동되는바, 상기 슬라이딩홀(22) 내부에 여유공간을 둠으로써, 슬라이딩핀(30)이 슬라이딩홀(22) 내에서 이동되는 경우 슬라이딩핀(30)의 끝부분이 슬라이딩홀(22) 내부단에 닿게 되어 응력이 집중되는 것을 방지하게 된다.

아울러, 상기 슬라이딩홀(22)에는 방열그리스가 도포될 수 있다. 즉, 브레이킹밴드(20)에서 발생된 열이 열전도율이 높은 햇(10)으로 빠르게 전달되게 하여, 브레이킹밴드(20)의 온도를 낮추는 것이다.

도 5를 참조하면, 상기 슬라이딩핀(30)은 햇(10)의 원주방향을 따라 균등하게 배분된 각도로 짝수개가 설치될 수 있다. 즉, 슬라이딩핀(30)의 개수를 10개, 12개, 14개, 16개 등과 같이 짝수개로 마련하여 햇(10)의 원주방향을 따라 등간격으로 설치된다.

즉, 슬라이딩핀(30)의 개수를 짝수로 구비함으로써, 원주 방향으로 구조적인 대칭성을 확보하게 되며, 이로 인해 제동토크 및 노면 진동에 대한 강건성을 확보할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 햇 12 : 장착홀
20 : 브레이킹밴드 22 : 슬라이딩홀
30 : 슬라이딩핀 32 : 끼움부
34 : 단차부

Claims

휠의 회전축(15)에 장착되며, 원주방향을 따라 반경 방향을 향하여 장착홀(12)이 형성된 햇(10);
상기 햇(10)의 외부를 둘러싸는 형상으로 마련되며, 원주방향을 따라 상기 장착홀(12)과 대응하는 위치에 반경 방향으로 슬라이딩홀(22)이 길게 형성된 브레이킹밴드(20); 및
일단부가 상기 장착홀(12)에 장착되며, 타단부가 상기 슬라이딩홀(22)에 끼워지되 상기 슬라이딩홀(22) 내에서 반경 방향으로 슬라이딩되도록 장착된 슬라이딩핀(30);을 포함하는 차량용 브레이크 디스크.
청구항 1에 있어서,
상기 햇(10)의 둘레에 그 축방향으로 연장부(11)가 절곡 형성되어 상기 연장부(11)에 장착홀(12)이 형성되며;
상기 슬라이딩핀(30)의 일단부 중심에 끼움부(32)가 형성되어 상기 끼움부(32)가 상기 장착홀(12)의 일단부 측에서 끼워지고, 상기 끼움부(32)의 외주면에 단차부(34)가 형성되어 상기 단차부(34)가 장착홀(12) 둘레의 연장부(11)에 지지되며;
상기 장착홀(12)의 타단부 측에서 상기 끼움부(32) 중심으로 볼팅 체결됨으로써, 상기 연장부(11)에 슬라이딩핀(30)이 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 디스크.
청구항 1에 있어서,
상기 슬라이딩핀(30)의 타단부는 슬라이딩홀(22)과 대응되는 형상으로 형성되며;
상기 슬라이딩핀(30)의 타단부와, 슬라이딩홀(22)은 그 길이방향을 따라 각각 동일한 단면적으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 디스크.
청구항 1에 있어서,
상기 슬라이딩핀(30)의 타단부를 슬라이딩홀(22) 내에 삽입시, 상기 슬라이딩핀(30)의 타단부의 일부만 삽입되며;
상기 슬라이딩홀(22)의 내부에는 슬라이딩핀(30)이 진입되지 않은 여유길이(L2)가 마련되고;
상기 여유길이(L2)는 상기 슬라이딩홀(22)에 삽입되지 않은 슬라이딩핀(30) 타단부의 나머지 길이(L1)보다 길게 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 디스크.
청구항 1에 있어서,
상기 슬라이딩홀(22)에는 방열그리스가 도포되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 디스크.
청구항 1에 있어서,
상기 슬라이딩핀(30)은 햇(10)의 원주방향을 따라 균등하게 배분된 각도로 짝수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 디스크.
청구항 1에 있어서,
상기 햇(10)은 경량의 열전도체로 성형되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 디스크.