KR20200141188A - 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션 - Google Patents

주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션에 관한 것으로, 브레이크 디스크의 중심부에 형성된 냉각공기 인렛부가 차량 내측을 향해 노출되도록 브레이크 디스크가 연결되는 너클에 공기유입홀이 형성되며, 너클에 공기유입홀이 형성됨에 따라, 주행 중 차체 하부에 유동하는 공기가 브레이크 디스크로 쉽게 유도되므로, 브레이크 디스크 및 브레이크 디스크 주변에 위치된 각종 부품의 형태, 재질을 크게 변경하지 않더라도, 브레이크 디스크를 쉽게 냉각시킬 수 있는, 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션을 제공한다.

Description

주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션{suspension for brake cooling structure by driving wind}
본 발명은 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 페이드 현상이 방지되도록 주행중 차체 하부에 흐르는 공기를 브레이크 디스크로 유도하는, 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션에 관한 것이다.
자동차에는 브레이크가 장착된다. 브레이크는 휠과 연결된 브레이크 디스크와, 차체에 고정된 캘리퍼와, 브레이크 디스크와 마찰하도록 캘리퍼에 의해 가압되는 패드를 포함한다. 브레이크 디스크가 패드와 마찰함에 따라 휠의 운동에너지가 열에너지로 전환되고 자동차의 속도는 감속된다. 브레이크 디스크에 발생된 열에너지는 대기중으로 방출된다.
그러나, 주행 상태, 주행 환경에 따라 급가속과 급감속이 빈번하게 요구될 경우, 브레이크 디스크에 발생된 열에너지가 대기중으로 방출되지 못한 상태에서 브레이크가 조작될 수 있다.
한편, 브레이크 디스크가 충분히 냉각되지 못하면, 패드가 디스크와 마찰된다 하더라도, 디스크가 추가적으로 가열될 여지가 없을 수 있다. 이러한 경우, 브레이크 작동에 의해 패드가 브레이크 디스크와 마찰된다 하더라도, 휠의 운동에너지가 열에너지로 변환되지 못함에 따라, 차속이 감소되지 않게 되는 페이드 현상이 발생된다.
페이드 현상이 발생되지 않도록 하기 위해서는, 브레이크 디스크의 열용량이 증대되도록 브레이크 디스크의 크기를 증대시키거나, 브레이크 디스크의 재질을 변경해야 한다. 또한, 브레이크 디스크에 유동하는 공기량이 증대되도록 브레이크 디스크 주변부 레이아웃 설계를 변경할 수도 있다.
그러나, 브레이크 디스크가 장착되는 차체의 특정 부위에는 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크 디스크(1) 외에도, 캘리퍼(2), 더스트커버(3), 휠(4), 너클(5) 등이 위치되는 바, 브레이크 디스크(1)의 크기를 증대시키거나, 브레이크 디스크(1) 주변부 레이아웃 설계를 변경하기 용이하지 않다. 또한, 브레이크 디스크(1)의 재질을 변경할 경우에는 브레이크 디스크(1)의 열용량 외에도 강도 또는 강성 등 여러 물리적 특징을 감안해야 하는 바, 브레이크 디스크(1) 제작에 선택될 소재에 한계가 있고, 재질을 변경한다 하더라도 브레이크 디스크(1) 및 브레이크 디스크(1) 주변에 위치된 각종 부품의 형상 변경이 불가피하다.
대한민국 공개특허공보 제10-1997-0046076호(1997.07.26.)
이에 상기와 같은 점을 감안해 발명된 본 발명의 목적은, 브레이크 디스크 및 브레이크 디스크 주변에 위치된 각종 부품의 형태적, 재질적 변경이 최소화되고, 브레이크 디스크의 냉각 성능이 극대화됨으로써 주행 중 페이드 현상의 발생이 방지되는 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일실시예의 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션은, 브레이크 디스크에 형성된 냉각공기 인렛부가 차량 내측을 향해 노출되도록 브레이크 디스크가 연결되는 너클에 공기유입홀이 형성되고, 너클은, 브레이크 디스크와 연결된 베어링이 장착되는 결합공이 중심에 형성되고, 로워암과 체결되는 브라켓이 하부에 형성된 바디부를 포함하며, 공기유입홀은, 결합공과 브라켓 사이에 위치하도록 바디부에 형성된다.
또한, 공기유입홀은, 너클의 강성을 확보하는 리브를 포함하며, 리브는, 공기유입홀 내부면에 기둥형태로 형성될 수 있다.
또한, 리브는, 공기유입홀의 내부면과 접하는 양단부가 공기유입홀의 중심선 상에 위치하는 중심부에 비해 두꺼운 형태로 형성될 수 있다.
또한, 리브는, 공기유입홀에 교차하도록 복수개 형성될 수 있다.
또한, 리브는, 공기유입홀 내부에 기둥 형태로 형성된 기둥타입리브와, 공기유입홀의 내부면에 외주가 접하도록 형성된 디스크타입리브를 포함할 수 있다.
또한, 너클에는, 너클 측면을 향해 유동하는 공기가 너클 내부를 통해 공기유입홀 내부로 이동하도록 너클 측면과 공기유입홀의 내부면을 연통하는 보조홀이 복수개 형성될 수 있다.
또한, 보조홀은, 공기유입홀 내측면에 위치하는 출구와, 너클 측면에 위치하는 입구와, 출구와 입구를 연결하도록 너클 내부에 형성된 터널을 포함하며, 터널은, 출구와 입구를 연결하는 직선 상에 위치할 수 있다.
또한, 로워암에는, 로워암을 향해 유동하는 공기를 공기유입홀로 유도하는 가이드가 장착될 수 있다.
또한, 가이드는, 로워암 전면에 장착된 장착부와, 장착부에 도달한 공기가 공기유입홀로 유도되도록 장착부에 형성된 날개부를 포함할 수 있다.
또한, 보조홀의 단부가 공기유입홀에 위치될 수 있다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션에 따르면, 너클에 공기유입홀이 형성됨에 따라, 주행 중 차체 하부에 유동하는 공기가 브레이크 디스크로 쉽게 유도되므로, 브레이크 디스크 및 브레이크 디스크 주변에 위치된 각종 부품의 형태, 재질을 크게 변경하지 않더라도, 브레이크 디스크를 쉽게 냉각시킬 수 있다.
또한, 너클에 형성된 공기유입홀에 의해 차체 하부에 유동하는 공기가 브레이크 디스크로 유도되고, 이에 따라 브레이크 디스크의 냉각이 확보되므로, 페이드 현상이 발생될 여지가 최소화된다.
도 1은 종래 브레이크 디스크 및 브레이크 디스크 주변에 위치된 각종 부품의 예시도이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일실시예의 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션의 사시도이다.
도 4 내지 도 5는 도 2의 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션에 장착된 브레이크 디스크의 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 도 2의 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션에 장착된 너클의 사시도이다.
도 9는 도 6의 A-A선의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일실시예의 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션을 설명한다.
도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션은, 브레이크 디스크(100)에 형성된 냉각공기 인렛부(111)가 차량 내측을 향해 노출되도록 브레이크 디스크(100)가 연결되는 너클(200)에 공기유입홀(220)이 형성된다. 공기유입홀(220)은, 차량 내측으로부터 브레이크 디스크(100)를 향해 축관되도록 형성되거나, 내부면이 라운드지도록 형성될 수 있다.
브레이크 디스크(100)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 너클(200)과 연결되는 중심부(120)와, 패드와 마찰하는 주연부(110)를 포함한다. 중심부(120)는 주연부(110) 내주에서 내부 공간이 형성되도록 돌출 형성된다. 내부 공간에 너클(200)과 연결된 베어링(250)의 단부가 삽입된다. 중심부(120)에는 베어링(250)의 단부와 연결되는 중공(121)과, 브레이크 디스크(100)와 휠을 일체화시키는 볼트가 장착되는 복수개의 체결구멍(122)이 형성된다.
주연부(110) 내부에는 브레이크 디스크(100)의 냉각성능이 향상되도록 하는 냉각공기 통로가 형성된다. 냉각공기 통로는 방사향, 나선형 등으로 형성된다. 냉각공기 통로는 대기를 향해 개구되도록 주연부(110)의 내주에 형성된 냉각공기 인렛부(111)와, 대기를 향해 개구되도록 주연부(110)의 외주에 형성된 냉각공기 아웃렛부(112)를 포함한다. 주행 중 브레이크 디스크(100)는 회전하게 된다. 이에 따라, 브레이크 디스크(100)에는 원심력이 발생된다. 따라서, 냉각공기 인렛부(111)에서 냉각공기 아웃렛부(112)를 향해 공기가 이동된다.
너클(200)은, 도 2 내지 도 3 및 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 브레이크 디스크(100)와 연결되는 베어링(250)이 장착된 결합공(211)이 중심에 형성되고, 로워암(300)과 체결되는 브라켓(230)이 하부에 형성된 바디부(210)를 포함한다. 바디부(210)에는, 조향축, 댐퍼, 캘리퍼 중 어느 하나가 장착되는 장착부(240)가 복수개 형성된다. 브레이크 디스크(100)와 연결된 베어링(250)은, 디프렌셜 기어로부터 연장된 등속축과 연결되고, 등속축의 회전력을 브레이크 디스크(100)에 전달할 수 있다.
공기유입홀(220)은, 결합공(211)과 브라켓(230) 사이에 위치하도록 바디부(210)에 형성된다. 너클(200)과 브레이크 디스크(100) 사이에 더스트커버가 장착될 수 있다. 더스트커버는 너클(200)에 형성된 복수개의 장착부(240) 중 어느 하나에 고정된다. 더스트커버에는 공기유입홀(220)과 중첩되는 중첩홀이 형성된다.
공기유입홀(220)에는 너클(200)의 강성을 확보하는 리브(221)가 형성된다. 리브(221)는, 공기유입홀(220) 내부에 기둥 형태로 형성된 기둥타입리브(221A)와, 공기유입홀(220)의 내부면에 외주가 접하도록 형성된 디스크타입리브(221B)를 포함한다. 기둥타입리브(221A)는, 공기유입홀(220)의 내부면과 접하는 양단부가 공기유입홀(220)의 중심선 상에 위치하는 중심부(120)에 비해 두꺼운 형태로 형성된다. 기둥타입리브(221A)는, 서로 교차하도록 공기유입홀(220) 내부에 복수개 형성될 수 있다. 중심부(120)가 일체화되도록, 두 기둥타입리브(221A)가 'x' 형태로 형성될 수도 있다. 디스크타입리브(221B)는, 공기유입홀(220) 내부 또는 일측 단부에 형성된다. 디스크타입리브(221B)는, 공기유입홀(220)과 동심을 이루도록 형성된다. 디스크타입리브(221B)의 내경은 더스트커버에 형성되는 중첩홀에 비해 크다.
너클(200)에는, 너클(200) 측면을 향해 유동하는 공기가 너클(200) 내부를 통해 공기유입홀(220) 내부로 이동하도록 너클(200) 측면과 공기유입홀(220)의 내부면을 연통하는 보조홀(260)이 복수개 형성된다.
보조홀(260)은 도 9에 도시된 바와 같이, 공기유입홀(220) 내측면에 위치하는 출구(261)와, 너클(200) 측면에 위치하는 입구(262)와, 출구(261)와 입구(262)를 연결하도록 너클(200) 내부에 형성된 터널(263)을 포함한다. 터널(263)은, 출구(261)와 입구(262)를 연결하는 직선 상에 위치한다. 출구(261)는 보조홀(260)의 일측 단부에 해당한다. 출구(261)는 리브(221)에 비해 브레이크 디스크(100)에 가깝도록 공기유입홀(220) 내측면에 위치된다. 입구(262)는 보조홀(260)의 타측 단부에 해당한다. 입구(262)는 너클(200) 측면의 중심부(120)에 위치된다.
로워암(300)에는, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 로워암(300)을 향해 유동하는 공기를 공기유입홀(220)로 유도하는 가이드(400)가 장착된다. 가이드(400)는, 로워암(300) 전면에 장착된 장착부(410)와, 장착부(410)에 도달한 공기가 공기유입홀(220)로 유도되도록 장착부(410)에 형성된 날개부(420)를 포함한다.
장착부(410)는, 차체 길이방향 중심축에 가까운 일측에서 공기유입홀(220)에 가까운 타측을 향해 공기가 이동하도록, 일측에서 타측을 향해 경사지도록 형성된다. 날개부(420)는, 장착부(410) 타측 상단에 형성된 상부날개(421)와, 장착부(410) 타측 하단에 상부날개(421)와 마주보도록 형성된 하부날개(422)를 포함한다. 날개부(420)는, 장착부(410)를 따라 일측에서 타측으로 이동한 공기가 상향되도록 장착부(410)로부터 상향 경사지도록 연장된다. 상부날개(421)와 하부날개(422)의 경사각이 서로 상이하다. 하부날개(422)의 경사각이 상부날개(421)의 경사각 보다 크다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션에 따르면, 너클(200)에 공기유입홀(220)이 형성됨에 따라, 주행 중 차체 하부에 유동하는 공기가 브레이크 디스크(100)로 쉽게 유도되므로, 브레이크 디스크(100) 및 브레이크 디스크(100) 주변에 위치된 각종 부품의 형태, 재질을 크게 변경하지 않더라도, 브레이크 디스크(100)를 쉽게 냉각시킬 수 있다.
또한, 너클(200)에 형성된 공기유입홀(220)에 의해 차체 하부에 유동하는 공기가 브레이크 디스크(100)로 유도되고, 이에 따라 브레이크 디스크(100)의 냉각이 확보되므로, 페이드 현상이 발생될 여지가 최소화된다.
100: 브레이크 디스크 110: 주연부
111: 냉각공기 인렛부 112: 냉각공기 아웃렛부
120: 중심부 121: 중공
122: 체결구멍 200: 너클
210: 바디부 211: 결합공
220: 공기유입홀 221: 리브
221A: 기둥타입리브 221B: 디스크타입리브
230: 브라켓 240: 장착부
250: 베어링 260: 보조홀
261: 출구 262: 입구
263: 터널 300: 로워암
400: 가이드 410: 장착부
420: 날개부 421: 상부날개
422: 하부날개

Claims (10)

  1. 브레이크 디스크에 형성된 냉각공기 인렛부가 차량 내측을 향해 노출되도록 상기 브레이크 디스크가 연결되는 너클에 공기유입홀이 형성되고,
    상기 너클은,
    상기 브레이크 디스크와 연결된 베어링이 장착되는 결합공이 중심에 형성되고, 로워암과 체결되는 브라켓이 하부에 형성된 바디부를 포함하며,
    상기 공기유입홀은,
    상기 결합공과 상기 브라켓 사이에 위치하도록 상기 바디부에 형성된 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기유입홀은,
    상기 너클의 강성을 확보하는 리브를 포함하며,
    상기 리브는,
    상기 공기유입홀 내부면에 기둥형태로 형성된 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 리브는,
    상기 공기유입홀의 내부면과 접하는 양단부가 상기 공기유입홀의 중심선 상에 위치하는 중심부에 비해 두꺼운 형태로 형성된 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 리브는,
    상기 공기유입홀에 교차하도록 복수개 형성된 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 리브는,
    상기 공기유입홀 내부에 기둥 형태로 형성된 기둥타입리브;
    상기 공기유입홀의 내부면에 외주가 접하도록 형성된 디스크타입리브를 포함하는 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 너클에는,
    상기 너클 측면을 향해 유동하는 공기가 상기 너클 내부를 통해 상기 공기유입홀 내부로 이동하도록 상기 너클 측면과 상기 공기유입홀의 내부면을 연통하는 보조홀이 복수개 형성된 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보조홀은,
    상기 공기유입홀 내측면에 위치하는 출구;
    상기 너클 측면에 위치하는 입구;
    상기 출구와 상기 입구를 연결하도록 상기 너클 내부에 형성된 터널을 포함하며,
    상기 터널은,
    상기 출구와 상기 입구를 연결하는 직선 상에 위치하는 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 로워암에는,
    상기 로워암을 향해 유동하는 공기를 상기 공기유입홀로 유도하는 가이드가 장착된 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가이드는,
    상기 로워암 전면에 장착된 장착부;
    상기 장착부에 도달한 공기가 상기 공기유입홀로 유도되도록 상기 장착부에 형성된 날개부를 포함하는 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 보조홀의 단부가 상기 공기유입홀에 위치된 주행풍에 의해 브레이크를 냉각하는 구조의 서스펜션.
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