KR20200001675A - 차량용 브레이크 디스크의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 브레이크 디스크를 구성하는 디스크 로터와 디스크 허브를 이종의 재질로 구성하면서 체결력을 향상시키고 마찰력에 의한 열변형을 저하시킬 수 있게 한 차량용 브레이크 디스크의 결합 구조에 관한 것으로 상부 마찰면(12)의 중앙에 로터 중앙홀(11)이 천공되고 그 주연부에 다수의 허브 결합공(13)(13')을 천공시키되 상기 마찰면(12)에서 허브 결합공(13)(13')이 천공되는 원주 상에 단턱(14)을 형성시킨 디스크 로터(10)를 구성하고 상부 중앙에 허브 중앙홀(21)이 천공되고 하부에 플랜지(22)를 형성하여 플랜지(22)의 주연부에 다수의 로터 결합공(23)(23')을 천공시킨 디스크 허브(20)를 구성하며 상기 디스크 허브(10)의 단턱(14)에 형성된 허브 결합공(13)(13')에 상기 디스크 허브(20)의 플랜지(22)에 천공된 로터 결합공(23)(23')이 일치되게 삽입시켜 다수의 리벳(30)(30')으로 리벳팅 결합시킨 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 브레이크 디스크의 결합구조{Coupling structure of vehicle brake disc}

본 발명은 차량의 브레이크 디스크를 구성하는 디스크 로터(Disc rotor)와 디스크 허브(Disc hub)를 이종의 재질로 구성하면서 체결력을 향상시키고 마찰력에 의한 열변형을 저하시킬 수 있게 한 차량용 브레이크 디스크의 결합 구조에 관한 것으로 더욱 상세하게는 알루미늄 재질의 디스크 허브와 결합되는 주철로 구성되는 디스크 로터의 상부 결합부에 단턱을 형성하여 결합시켜 디스크 허브의 높이를 조절하여 리벳팅으로 결합시켜 디스크 허브의 유연성 향상과 제동성능을 향상시킨 브레이크 디스크의 결합구조에 관한 것이다.

일반적으로 브레이크 디스크(Brake disc)는 차량의 바퀴 측에 구비되어 주행과 주차 시에 제동기능을 수행하는 것으로 바퀴와 함께 회전하다가 제동이 필요할 시 즉,주행 중에는 브레이크 페달의 조작을 통하여 브레이크 디스크에 브레이크 패드가 마찰되어 제동력을 발생시키고 주차 시에는 주차 브레이크의 스윗칭 조작을 통하여 브레이크 디스크에 라이닝이 마찰되어 제동력이 발생시킴으로써 바퀴를 정지시키는 것이다.

최근에는 패드 및 라이닝과 마찰되는 제동부와 그 외 차량의 바퀴에 결합되는 디스크 허브부의 재질을 다르게 구성한 이종재질의 브레이크 디스크가 적용되고 있으며 이와 같은 방식은 마찰작용을 하지 않는 부분을 상대적으로 경량 소재로 제작함으로 전체 브레이크 디스크를 경량화시켜 차량의 성능보호와 연비 효율을 증대시킬 수 있게 하고 있는 실정이다.

또한 기존의 디스크 로터와 디스크 허브의 결합구조에는 볼트와 같은 관통형 체결부재가 주로 사용되는데 문제는 제동 시 디스크 로터와 디스크 허브의 경계에서 발생되는 상당히 큰 전단력이 발생하고 이 전단력은 디스크 로터와 디스크 허브 모두를 관통하는 볼트에 그대로 전달될 경우 디스크 로터와 디스크 허브 간의 결합부위에서 균열이 발생되는 문제와 열팽창계수의 차이로 인한 열응력으로 더 큰 문제가 되고 있다.

종래의 차량용 브레이크 디스크의 결합구조에 관한 선행기술로는 공개특허공보 제10-2002-0051720호(분리형 브레이크 디스크)와 등록특허공보 제10-1020548호(마운팅 유닛 및 이 마운팅 유닛이 적용된 브레이크 디스크) 등이 제시되었다.

상기 전자의 공개특허는 알루미늄 재질로 된 월부와 주물재질로 된 디스크 바디로 분리되고 상기 월부와 디스크 바디의 연결부에 원형고리형태의 보강커버가 적용되되 체결볼트에 의해 체결되어 지는 구조이다.

상기 후자의 등록특허는 디스크 로터에 로터 햇을 결합시키는 마운팅 유닛을 포함하고 마운팅 유닛은 상부홀 내에 안착되며 길이방향으로 관통홀이 형성된 메인부와 메인부 상단에 확장 형성된 플랜지부를 구비하는 부시 여기서 메인부는 상부홀 내에서의 회전이 제한되며 그 하단이 디스크 로터로부터 이격되고 하부홀 및 관통홀을 관통하며 일단은 디스크 로터에 고정되며 타단은 로터 햇에 고정되는 관통형 체결부재를 갖는 구조이다.

상기 전자는 디스크 바디와 월부가 결합되는 부위의 상단에 원형고리 형상의 주물재질 보강커버를 통하여 보강커버,월부 및 디스크 바디를 관통시키는 체결볼트로 결합시키므로 초기의 체결력은 양호하나 차량을 운행하면서 이상진동(저더:Judder) 등으로 인한 마찰재의 편마모를 유발시키고 더 나아가 체결볼트가 탈리될 경우에는 대형사고가 발생할 수 있으며 또한 주물재질의 보강커버를 사용하여 브레이크 디스크의 경량화에도 역행하는 문제가 있었다.

상기 후자는 디스크 로터의 하부홀 상에 로터 햇의 상부홀을 일치시켜 스트리퍼 볼트,부시 및 너트로 구성되는 마운팅 유닛에 의해 체결 및 결합되는 구조로 일반적인 볼팅구조에 비하여 체결력을 향상시킨 효과는 있으나 차량을 운행하면서 이상진동이 주기적으로 반복될 경우 상기한 마운팅 유닛의 체결력에도 문제가 발생할 수 있는 단점이 있는 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 디스크 로터와 디스크 허브를 리벳으로 결합시켜 브레이크 디스크를 제작시키되 디스크 로터의 결합부위에 단턱부를 형성하고 이 단턱부에 디스크 허브의 플랜지를 삽입시켜 리벳팅시키므로 디스크 허브의 높이를 최소화하여 디스크 허브의유연성을 확보하고 디스크 허브의 재질을 열전도 특성이 우수한 알루미늄을 적용하여 브레이크 디스크의 경량화시켜 제동성능을 향상시키며 주철재질의 디스크 로터와 알루미늄재질의 디스크 허브를 리벳으로 결합시키므로 결합 부위에서 열적 안전성과 기계적 안전성이 유지될 수 있게 하고 체결 및 결합을 용이하게 하여 조립 편의성을 제공할 수 있는 브레이크 디스크의 결합구조를 제공할 수 있게 하였다.

본 발명은 상부 마찰면의 중앙에 로터 중앙홀이 천공되고 그 주연부에 다수의 허브 결합공을 천공시키되 상기 마찰면에서 허브 결합공이 천공되는 원주 상에 단턱을 형성시킨 디스크 로터를 구성하고 상부 중앙에 허브 중앙홀이 천공되고 하부에 플랜지를 형성하여 플랜지의 주연부에 다수의 로터 결합공을 천공시킨 디스크 허브를 구성하며 상기 디스크 허브의 단턱에 형성된 허브 결합공에 상기 디스크 허브의 플랜지에 천공된 로터 결합공이 일치되게 삽입시켜 다수의 리벳으로 리벳팅 결합시킨 것을 특징으로 한다.

또한,디스크 로터의 단턱은 마찰면 보다 1-2mm 낮게 형성하고 상기 디스크 허브의 전체 높이는 18.5-21mm가 되게 하여 디스크 허브의 결합 높이를 낮게 조절시킬 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명은 디스크 로터의 단턱부에 디스크 허브의 플랜지를 삽입시켜 리벳으로 결합 고정시키므로 조립작업이 용이하여 조립 편의성을 제공할 뿐만 아니라 차량의 운행하면서 발생되는 이상진동 시에 대처능력이 우수하고 디스크 허브에 열전도 특성이 우수한 알루미늄 재질을 적용하여 유연성을 확보하며 브레이크 디스크의 경량화로 제동성능을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 전체구조를 도시한 분리사시도
도 2 는 본 발명의 결합상태의 단면 구조도
도 3 은 본 발명의 결합상태의 평면 구조도

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 전체구조를 도시한 분리사시도로 디스크 로터에 디스크 허브를 삽입 결합시켜 리벳으로 체결 및 결합되는 구조를 도시하였고,도 2 는 본 발명의 결합상태의 단면 구조도로 디스크 로터에 디스크 허브가 리벳에 의해 결합된 상태에서 단면구조를 도시하였으며,도 3 은 본 발명의 결합상태의 평면 구조도로 결합된 상태의 브레이크 디스크의 평면 구조를 도시하였다.

주철 재질의 디스크 로터(10)와 알루미늄 재질의 디스크 허브(20)를 결합시키는 이종재질의 차량용 브레이크 디스크(D)의 결합구조에 있어서,

상부 마찰면(12)의 중앙에 로터 중앙홀(11)이 천공되고 그 주연부에 다수의 허브 결합공(13)(13')을 천공시키되 상기 마찰면(12)에서 허브 결합공(13)(13')이 천공되는 원주 상에 단턱(14)을 형성시킨 디스크 로터(10)를 구성하고 상부 중앙에 허브 중앙홀(21)이 천공되고 하부에 플랜지(22)를 형성하여 플랜지(22)의 주연부에 다수의 로터 결합공(23)(23')을 천공시킨 디스크 허브(20)를 구성하며 상기 디스크 허브(10)의 단턱(14)에 형성된 허브 결합공(13)(13')에 상기 디스크 허브(20)의 플랜지(22)에 천공된 로터 결합공(23)(23')이 일치되게 삽입시켜 다수의 리벳(30)(30')으로 리벳팅 결합시킨 구조이다.

상기 디스크 로터(10)의 단턱(14)은 마찰면(12) 보다 1-2mm 낮게 형성하고 상기 디스크 허브(20)의 전체 높이는 18.5-21mm가 되게 하여 디스크 허브(20)의 결합 높이를 낮게 조절시킬 수 있게 하였다.

도면 중 미설명 부호 (24)(24')는 디스크 허브의 상부공이다.

이와 같이 된 본 발명은 디스크 로터와 디스크 허브로 구성되는 브레이크 디스크를 리벳으로 리벳팅에 의해 결합시켜 체결 및 결합작업을 용이하게 하여 조립 펀의성을 제공하고 디스크 로터의 결합부위에 단턱부를 형성하고 이 단턱부에 디스크 허브의 플랜지를 삽입시켜 리벳 결합시키므로 디스크 허브의 결합 높이를 최소화하여 디스크 허브의 유연성을 확보하며 디스크 허브의 재질을 열전도 특성이 우수한 알루미늄을 적용하여 브레이크 디스크의 경량화시켜 제동성능을 향상시키며 주철재질의 디스크 로터와 알루미늄재질의 디스크 허브를 리벳으로 결합시키므로 결합 부위에서 열적 안전성과 기계적 안전성이 유지될 수 있게 한 브레이크 디스크의 결합구조를 제공하기 위한 것이다.

도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 본 발명의 차량용 브레이크 디스크(D)는 디스크 로터(10)와 디스크 허브(20)를 리벳(30)(30')으로 체결 및 결합시킬 수 있게 한 것이다.

상기 디스크 로터(10)는 상부 마찰면(12)의 중앙에 로터 중앙홀(11)을 천공하고 로터 중앙홀(11)의 주연부에 다수의 허브 결합공(13)(13')을 천공시키며 마찰면(12)에서 허브 결합공(13)(13')이 천공되는 원주 상에 단턱(14)을 형성시켰다.

상기 디스크 허브(20)는 상부 중앙에 허브 중앙홀(21)이 천공되고 하부에 플랜지(22)를 형성하여 플랜지(22)의 주연부 상에 다수의 로터 결합공(23)(23')을 천공시켰다.

상기한 디스크 로터(10)에 상기 디스크 허브(20)를 다수의 리벳(30)(30')으로 결합시켜 브레이크 디스크(D)를 제작하기 위하여 디스크 허브(10)의 단턱(14)에 형성된 다수의 허브 결합공(13)(13')에 상기 디스크 허브(20)의 플랜지(22)에 천공된 다수의 로터 결합공(23)(23')이 일치되게 삽입시켜 다수의 리벳(30)(30')으로 리벳팅 결합시킬 수 있게 하였다.

상기 디스크 로터(10)에 형성되는 단턱(14)은 마찰면(12) 보다 1-2mm 낮게 형성하고 여기에 디스크 허브(20)의 플랜지(22)를 삽입되게 리벳팅시키므로 디스크 허브(20)의 결합되는 높이를 최소화하였다.

상기 디스크 허브(20)의 전체 높이를 18.5-21mm가 되게 하고 디스크 허브(20)의 바람직한 높이는 20.5mm이고 디스크 로터(10)의 단턱(14)은 마찰면(12) 보다 1.5mm를 낮게 하는 것이 바람직한 실시예이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10: 디스크 로터 11: 로터 중앙홀
12: 마찰면 13,13': 허브 결합공
14: 단턱 20: 디스크 허브
21: 허브 중앙홀 22: 플랜지
23,23': 로터 결합공 30,30': 리벳
D: 브레이크 디스크

Claims (2)

1. 주철 재질의 디스크 로터(10)와 알루미늄 재질의 디스크 허브(20)를 결합시키는 이종재질의 차량용 브레이크 디스크(D)의 결합구조에 있어서,
   상부 마찰면(12)의 중앙에 로터 중앙홀(11)이 천공되고 그 주연부에 다수의 허브 결합공(13)(13')을 천공시키되 상기 마찰면(12)에서 허브 결합공(13)(13')이 천공되는 원주 상에 단턱(14)을 형성시킨 디스크 로터(10)를 구성하고 상부 중앙에 허브 중앙홀(21)이 천공되고 하부에 플랜지(22)를 형성하여 플랜지(22)의 주연부에 다수의 로터 결합공(23)(23')을 천공시킨 디스크 허브(20)를 구성하며 상기 디스크 허브(10)의 단턱(14)에 형성된 허브 결합공(13)(13')에 상기 디스크 허브(20)의 플랜지(22)에 천공된 로터 결합공(23)(23')이 일치되게 삽입시켜 다수의 리벳(30)(30')으로 리벳팅 결합시킨 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 디스크의 결합구조.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 디스크 로터(10)의 단턱(14)은 마찰면(12) 보다 1-2mm 낮게 형성하고 상기 디스크 허브(20)의 전체 높이는 18.5-21mm가 되게 하여 디스크 허브(20)의 결합 높이를 낮게 조절시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 디스크의 결합구조.
   

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