KR20150095341A - 차량용 디스크 브레이크 - Google Patents

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Abstract

차량용 디스크 브레이크가 개시된다. 차량용 디스크 브레이크는 바퀴와 함께 회전하는 디스크, 상기 디스크의 양측면을 압착하여 상기 디스크의 회전을 멈출 수 있는 패드 및 상기 패드가 상기 디스크의 양측면을 압착할 수 있도록 하는 피스톤으로 이루어진 차량용 디스크 브레이크에 있어서, 상기 디스크의 원주면에 결합된 제1 마찰부재; 및 상기 피스톤의 원주면에 결합되고, 상기 패드가 상기 디스크를 가압하는 경우 상기 제1 마찰부재와 마찰하여 상기 제1 마찰부재와 반대로 대전되는 제2 마찰부재를 포함하고, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재는 마찰 전기를 생성한다.

Description

차량용 디스크 브레이크{DISK BRAKE FOR VEHICLE}
본 발명은 디스크 브레이크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발전이 가능한 차량용 디스크 브레이크에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 장착되는 브레이크는 주행 중의 차량를 감속하거나 정지, 또는 정지 상태를 유지하기 위한 장치로서, 드럼 브레이크와 디스크 브레이크가 있다. 디스크 브레이크는 드럼 대신에 휠과 함께 회전하는 원판 형의 디스크를 양쪽에서 패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻는 것으로, 이의 구조는 다음과 같다.
도 1은 종래의 디스크 브레이크를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 브레이크 오일에 의하여 제동유압이 피스톤에 전달되는 경우 피스톤은 디스크 방향으로 이동되고 디스크의 일부 영역을 피스톤의 일단에 결합되어 있는 패드가 디스크를 강하게 압착함으로써 디스크의 회전을 멈추게 한다.
이와 같은 디스크 브레이크는 패드와 디스크간의 마찰력을 통하여 디스크의 회전을 멈출수만 있을 뿐 디스크와 패드 사이의 마찰력을 이용하여 에너지를 발생시킬 수 없는 문제점이 있다.
차량을 구동시키기 위해서는 에너지가 반드시 필요하므로 에너지를 얼마나 효율적으로 사용하는 것이 매우 중요하다. 이에 본 발명자는 디스크와 패드간에 마찰이 일어나는 경우에 에너지를 발생할 수 있는 새로운 발명을 고안하기에 이르렀다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 디스크 브레이크의 디스크에 결합된 제1 마찰부재와 피스톤에 결합되어 있는 제1 마찰부재의 마찰을 이용하여 마찰 전기를 생성할 수 있는 디스크 브레이크를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스크 브레이크는 바퀴와 함께 회전하는 디스크, 상기 디스크의 양측면을 압착하여 상기 디스크의 회전을 멈출 수 있는 패드 및 상기 패드가 상기 디스크의 양측면을 압착할 수 있도록 하는 피스톤으로 이루어진 차량용 디스크 브레이크에 있어서, 상기 디스크의 원주면에 결합된 제1 마찰부재; 및 상기 피스톤의 원주면에 결합되고, 상기 패드가 상기 디스크를 가압하는 경우 상기 제1 마찰부재와 마찰하여 상기 제1 마찰부재와 반대로 대전되는 제2 마찰부재를 포함하고, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재는 마찰 전기를 생성할 수 있다.
하나의 실시예로 상기 제1 마찰부재는 상기 디스크의 원주면을 감싸는 환형 구조를 갖고, 상기 제2 마찰부재는 상기 피스톤의 원주면을 감싸는 환형 구조를 갖을 수 있다.
하나의 실시예로 상기 제1 마찰부재는 상기 패드와 마찰하는 상기 디스크의 마찰면으로부터 상기 제2 마찰부재 방향으로 일정 거리만큼 돌출되어 있고, 상기 제1 마찰부재의 돌출된 부분이 상기 제2 마찰부재와 마찰될 수 있다.
하나의 실시예로 상기 제2 마찰부재는 상기 패드가 부착되는 상기 피스톤의 일면으로부터 상기 제1 마찰부재 방향으로 일정 거리만큼 돌출되어 있고, 상기 제2 마찰부재의 돌출된 부분이 상기 제1 마찰부재와 마찰될 수 있다.
하나의 실시예로 상기 제1 마찰부재는 상기 디스크의 원주면 상에서 서로 이격되게 배치된 복수의 제1 마찰패턴을 포함할 수 있다.
하나의 실시예로 상기 제1 마찰패턴은, 상기 디스크의 마찰면으로부터 제2 마찰부재 방향으로 일정 거리만큼 돌출되어 있고, 상기 제1 마찰패턴의 돌출된 부분이 상기 제2 마찰부재와 마찰될 수 있다.
하나의 실시예로 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재는 각각 상기 차량의 배터리에 전기적으로 연결될 수 있다.
하나의 실시예로 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재에서 생성된 마찰 전기가 상기 차량의 브레이크등의 전원으로 사용될 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 디스크 브레이크의 디스크에 결합된 제1 마찰부재와 피스톤에 결합된 제2 마찰부재의 마찰을 이용하여 마찰 전기를 생성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 생성된 마찰 전기를 이용할 수 있기 때문에 차량에 공급되는 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있고, 생성된 마찰 전기를 이용함으로써 차량의 연비 효율을 높일 수 있다.
제1 마찰부재 및 제2 마찰부재에서 생성된 마찰 전기를 차량의 브레이크등의 전원으로 사용하는 경우에는 브레이크등의 점멸을 통하여 디스크 브레이크가 제대로 작동하고 있는지 확인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 디스크 브레이크를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 마찰부재가 결합된 디스크의 사시도이다.
도 2b은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 마찰부재가 결합된 피스톤의 사시도이다.
도 2c 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 마찰되는 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 마찰부재가 결합된 디스크의 사시도이다.
도 3b은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 마찰부재가 결합된 피스톤의 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 마찰되는 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 마찰되는 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 마찰부재가 결합된 디스크의 사시도이고, 도 2b은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 마찰부재가 결합된 피스톤의 사시도이고, 도 2c 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 마찰되는 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 디스크 브레이크(100)는 디스크(10), 패드(20), 피스톤(30), 제1 마찰부재(40) 및 제2 마찰부재(50)를 포함할 수 있다.
디스크(10)는 바퀴와 연결되어 있고 바퀴와 함께 회전할 수 있고, 패드(20)는 디스크(10)의 양측면을 압착하여 디스크(10)의 회전을 멈출 수 있다. 피스톤(30)의 일 단부에는 패드(20)가 결합되어 있고, 피스톤(30)은 디스크(10)의 회전축 방향을 따라 왕복이동이 가능하다. 피스톤(30)이 디스크(10)가 배치된 방향으로 이동하는 경우에는 패드(20)가 디스크(10)의 양측면을 압착할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 디스크(10) 양 측면에 배치된 피스톤(30) 중 일 측면에 배치된 하나의 피스톤(30)을 중심으로 설명하기로 한다.
일 예로 제1 마찰부재(40)는 디스크(10)의 원주면에 결합되어 있고, 디스크(10)의 원주면을 감싸는 환형 구조를 가질 수 있다. 또한 제1 마찰부재(40)는 패드(20)와 마찰하는 디스크(10)의 마찰면으로부터 제2 마찰부재(50) 방향으로 일정 거리만큼 돌출되어 있을 수 있다. 제2 마찰부재(50)는 피스톤(30)의 원주면에 결합되어 있고, 피스톤(30)의 원주면을 감싸는 환형 구조를 가질 수 있다. 이는 디스크(10)가 패드(20)에 의하여 압착되는 경우 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50) 사이에 마찰이 되도록 하기 위함이다.
다른 일 예로 제1 마찰부재(40)는 디스크(10)의 원주면에 결합되어 있고, 디스크(10)의 원주면을 감싸는 환형 구조를 가질 수 있다. 또한 제2 마찰부재는 패드(20)가 부착되는 피스톤(30)의 일면으로부터 제1 마찰부재(40) 방향으로 일정 거리만큼 돌출되어 있을 수 있다. 이는 디스크(10)가 패드(20)에 의하여 압착되는 경우 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)가 서로 마찰될 수 있도록 하기 위함이다. 제1 마찰패턴의 돌출된 부분이 제2 마찰부재와 마찰되는 부분은 도 2c에 도시된 마찰면을 통하여 확인할 수 있다.
제2 마찰부재(50)는 제1 마찰부재(40)의 대전 특성과 반대의 대전 특성을 가지고 있기 때문에 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)가 마찰되는 경우 마찰 전기를 생성할 수 있다.
일 예로 제1 마찰부재(40)는 절연체일 수 있고, 제2 마찰부재(50)는 금속 물질일 수 있으나 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)의 마찰에 의하여 마찰 전기를 생성할 수 있는 경우라면 위에서 설명한 예로 한정되는 것은 아니다.
피스톤(30)이 디스크(10)의 회전축 방향을 따라 왕복이동하는 경우에는 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)는 서로 마찰될 수 있고, 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)가 마찰되는 경우에는 마찰 전기가 발생될 수 있다.
피스톤(30)이 디스크(10)가 배치된 방향으로 이동하여 패드(20)가 디스크(10)의 일 측면을 압착하는 경우, 패드(20)와 마찰하는 디스크(10)의 마찰면으로부터 제2 마찰부재(50) 방향으로 일정 거리만큼 돌출된 제1 마찰부재(40)의 부분은 제2 마찰부재(50)와 마찰되게 된다. 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)가 서로 마찰되는 경우, 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50) 중 어느 하나는 양전하(+)로 대전되고 다른 하나는 음전하(-)로 대전될 수 있다.
피스톤(30)이 디스크(10)가 배치된 방향과 반대방향으로 이동하여 패드(20)가 디스크(10)의 일 측면으로부터 멀어지는 경우, 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)가 서로 다른 전하로 대전되어 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)사이에는 생성된 전위차에 의하여 마찰 전기가 발생하게 된다. 따라서, 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)를 전기적으로 연결하게 되면 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50) 사이에서 마찰 전기가 이동하게 된다.
예를 들면, 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)가 접촉하여 제1 마찰부재(40)는 양전하(+)로 대전되고, 제2 마찰부재(50)는 음전하(-)로 대전된 후, 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)가 비접촉되는 경우 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)를 전기적으로 연결하게 되면, 제2 마찰부재(50)의 음전하가 제1 마찰부재(40)로 흐르게 되어 전류는 제1 마찰부재(40)에서 제2 마찰부재(50)로 흐르게 된다. 이와 같은 원리를 통하여 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)의 접촉 및 비접촉에 따른 마찰 전기가 생성될 수 있다.
일 예로 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 디스크 브레이크(100)의 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)는 차량에 포함된 배터리에 전기적으로 연결될 수 있다. 배터리에 전기적으로 연결되어 있기 때문에 생성된 마찰 전기를 차량에 포함된 전자 장치에 공급할 수 있다.
일 예로 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)에서 생성된 마찰 전기가 차량에 포함된 브레이크등의 전원으로 사용될 수 있다. 이 경우 차량용 디스크 브레이크(100)에 의하여 차량 제동시 브레이크등이 점멸되지 않는 경우에는 차량의 디스크 브레이크에 이상이 있다고 판단할 수 있다. 따라서 차량용 디스크 브레이크(100)는 센서의 기능을 발휘할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 마찰부재가 결합된 디스크의 사시도이고, 도 3b은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 마찰부재가 결합된 피스톤의 사시도이고, 도 3c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 마찰되는 상태를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 마찰되는 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3a 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스크 브레이크(100)는 디스크(10), 패드(20), 피스톤(30), 제1 마찰부재(40) 및 제2 마찰부재(50)를 포함할 수 있다. 디스크(10), 패드(20) 및 피스톤(30)은 위에서 설명한 것과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 설명의 편의를 위하여 디스크(10) 양 측면에 배치된 피스톤(30) 중 일 측면에 배치된 하나의 피스톤(30)을 중심으로 설명하기로 한다.
일 예로 제1 마찰부재(40)는 디스크(10)의 원주면에 결합되어 있고, 디스크(10)의 원주면을 감싸는 환형 구조를 가질 수 있으며, 제1 마찰부재(40)는 디스크(10)의 원주면 상에서 서로 이격되게 배치된 복수의 제1 마찰패턴을 포함할 수 있다.
복수의 제1 마찰패턴은 디스크(10)의 마찰면으로부터 제2 마찰부재(50) 방향으로 일정 거리만큼 돌출되어 있고, 제1 마찰패턴의 돌출된 부분이 제2 마찰부재와 마찰될 수 있다. 이는 디스크(10)가 패드(20)에 의하여 압착되는 경우 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50) 사이에 마찰이 되도록 하기 위함이다. 제1 마찰패턴의 돌출된 부분이 제2 마찰부재와 마찰되는 부분은 도 3c 및 도 4에 도시된 마찰면과 마찰영역을 통하여 확인할 수 있다.
제2 마찰부재(50)는 도 2b에서 설명한 것과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 제2 마찰부재(50)는 제1 마찰부재(40)의 대전 특성과 반대의 대전 특성을 가지고 있기 때문에 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)가 마찰되는 경우 마찰 전기를 생성할 수 있다.
일 예로 제1 마찰부재(40)는 절연체일 수 있고, 제2 마찰부재(50)는 금속 물질일 수 있으나 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)의 마찰에 의하여 마찰 전기를 생성할 수 있는 경우라면 위에서 설명한 예로 한정되는 것은 아니다.
위에서 설명한 제1 실시예에 따른 차량용 디스크 브레이크(100)는 피스톤(30)이 왕복 이동하는 경우 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)가 마찰됨으로써 마찰 전기를 생성하지만, 제2 실시예에 따른 차량용 디스크 브레이크(100)는 디스크(10)와 패드(30)가 서로 압착되어있는 상태를 유지하는 경우에도 마찰 전기를 생성할 수 있다.
제1 마찰부재(40)의 복수의 제1 마찰패턴은 서로 분리되어 있고, 디스크가 회전하는 경우 복수의 제1 마찰패턴이 제2 마찰부재(50)와 순차적으로 각각 마찰하게된다. 복수의 제1 마찰패턴은 서로 분리된 상태로 제2 마찰부재(50)와 각각 마찰하기 때문에 제2 마찰부재(50)와 각각 마찰되는 제1마찰패턴 사이에는 마찰 전기가 생성되게 된다.
따라서, 디스크(10)와 패드(30)가 서로 압착되어있는 상태를 유지하는 경우에도 제2 실시예에 따른 차량용 디스크 브레이크(100)는 마찰 전기를 생성할 수 있다. 마찰 전기가 생성되는 원리는 위에서 설명한 방식과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
일 예로 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 디스크 브레이크(100)의 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)는 차량에 포함된 배터리에 전기적으로 연결될 수 있다. 배터리에 전기적으로 연결되어 있기 때문에 생성된 마찰 전기를 차량에 포함된 전자 장치에 공급할 수 있다.
일 예로 제1 마찰부재(40)와 제2 마찰부재(50)에서 생성된 마찰 전기가 차량에 포함된 브레이크등의 전원으로 사용될 수 있다. 이 경우 차량용 디스크 브레이크(100)에 의하여 차량 제동시 브레이크등이 점멸되지 않는 경우에는 차량의 디스크 브레이크에 이상이 있다고 판단할 수 있다. 따라서 차량용 디스크 브레이크(100)는 센서의 기능을 발휘할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 차량용 디스크 브레이크 10: 디스크
20: 패드 30: 피스톤
40: 제1 마찰부재 50: 제2 마찰부재

Claims (8)

  1. 바퀴와 함께 회전하는 디스크, 상기 디스크의 양측면을 압착하여 상기 디스크의 회전을 멈출 수 있는 패드 및 상기 패드가 상기 디스크의 양측면을 압착할 수 있도록 하는 피스톤으로 이루어진 차량용 디스크 브레이크에 있어서,
    상기 디스크의 원주면에 결합된 제1 마찰부재; 및
    상기 피스톤의 원주면에 결합되고, 상기 패드가 상기 디스크를 가압하는 경우 상기 제1 마찰부재와 마찰하여 상기 제1 마찰부재와 반대로 대전되는 제2 마찰부재를 포함하고,
    상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재는 마찰 전기를 생성하는, 차량용 디스크 브레이크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마찰부재는 상기 디스크의 원주면을 감싸는 환형 구조를 갖고,
    상기 제2 마찰부재는 상기 피스톤의 원주면을 감싸는 환형 구조를 갖는, 차량용 디스크 브레이크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 마찰부재는 상기 패드와 마찰하는 상기 디스크의 마찰면으로부터 상기 제2 마찰부재 방향으로 일정 거리만큼 돌출되어 있고,
    상기 제1 마찰부재의 돌출된 부분이 상기 제2 마찰부재와 마찰될 수 있는, 차량용 디스크 브레이크.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 마찰부재는 상기 패드가 부착되는 상기 피스톤의 일면으로부터 상기 제1 마찰부재 방향으로 일정 거리만큼 돌출되어 있고,
    상기 제2 마찰부재의 돌출된 부분이 상기 제1 마찰부재와 마찰될 수 있는, 차량용 디스크 브레이크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마찰부재는 상기 디스크의 원주면 상에서 서로 이격되게 배치된 복수의 제1 마찰패턴을 포함하는, 차량용 디스크 브레이크.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 마찰패턴은,
    상기 디스크의 마찰면으로부터 제2 마찰부재 방향으로 일정 거리만큼 돌출되어 있고, 상기 제1 마찰패턴의 돌출된 부분이 상기 제2 마찰부재와 마찰될 수 있는, 차량용 디스크 브레이크.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재는 각각 상기 차량의 배터리에 전기적으로 연결된, 차량용 디스크 브레이크.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재에서 생성된 마찰 전기가 상기 차량의 브레이크등의 전원으로 사용될 수 있는, 차량용 디스크 브레이크.
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