KR20210047504A

KR20210047504A - 차량용 브레이크 장치

Info

Publication number: KR20210047504A
Application number: KR1020190131186A
Authority: KR
Inventors: 이강국; 이완규
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2021-04-30

Abstract

차량용 브레이크 장치에 관한 발명이 개시된다. 본 발명에 따른 차량용 브레이크 장치는: 회전 가능하게 장착되고, 공기가 유입되는 디스크부 공기유입부와, 디스크부 공기유입부를 통해 유입된 공기가 외측으로 토출되는 디스크부 공기토출부를 구비하는 디스크부; 디스크부의 외측면을 감싸게 장착되고, 디스크부에 마찰력을 제공하는 캘리퍼부; 및 캘리퍼부에 장착되고, 디스크부의 회전에 의해 발생된 공기의 유동을 유도하는 덕트부를 포함하고, 덕트부는, 캘리퍼부에 장착되는 덕트몸체부; 및 덕트몸체부에 디스크부 측으로 개구되게 형성되고, 공기의 유동을 디스크부에서 덕트몸체부로 유도된 공기를 배출하는 메인 공기배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 브레이크 장치{BRAKE APPARATUS OF VEHICLE}

본 발명은 차량용 브레이크 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 작동시 과열되는 디스크부를 냉각할 수 있는 차량용 브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 브레이크 장치는 주행하는 차량을 감속 또는 정지시키는 작용을 한다. 차량용 브레이크 장치는 브레이크 페달의 조작에 의해 발생된 유압을 매개로 제동시키도록 된 유압식 브레이크나, 대형자동차 등 큰 제동력을 필요로 하는 경우에 사용하도록 된 배력식 브레이크 또는 압축공기의 압력을 이용해 제동력을 발생시키도록 된 공기 브레이크 등으로 크게 분류된다.

차량의 제동시 브레이크 장치에서 패드와 디스크는 마찰로 인해 열이 발생되고, 그로 인해 캘리퍼의 패드와 디스크의 온도가 상승된다. 특히 고속 주행에서 잦은 제동시에는 디스크의 온도가 과도하게 상승되어, 디스크의 열변형이 발생된다. 이때 패드에도 온도 상승으로 인해 패드의 마찰계수가 저하된다.

디스크와 패드에서 발생되는 과도한 열로 인해 디스크가 열 변형되고, 패드의 마찰재 성능이 저하되고, 브레이크 액온이 상승되고, 주변 부품인 베어링 및 각종 고무 부품의 열화가 발생되므로, 제품의 내구성이 저하된다. 특히 과도한 열로 인해 제동 성능 저하 현상이 발생되어, 이를 해결하기 위해서는 디스크와 브레이크의 사이즈를 증대할 필요가 있다.

디스크와 브레이크의 사이즈 증대는 차량 전체 중량이 증가되고, 차량의 원가가 상승되는 문제가 있다. 그러나 설계시 레이아웃의 제한으로 디스크와 브레이크 사이즈 증대에는 제한이 있다. 또한 디스크 냉각을 위한 공기 흐름이 불리한 차량의 구조에서는 냉각이 어려운 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1928077호(2018.12.05 등록, 발명의 명칭: 차량용 브레이크의 강제 공기 순환 냉각을 위한 브레이크 캘리퍼 및 이를 이용한 차량용 브레이크)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 브레이크 작동시 과열되는 디스크부를 냉각할 수 있는 차량용 브레이크 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 차량용 브레이크 장치는: 회전 가능하게 장착되고, 공기가 유입되는 디스크부 공기유입부와, 상기 디스크부 공기유입부를 통해 유입된 공기가 외측으로 토출되는 디스크부 공기토출부를 구비하는 디스크부; 상기 디스크부의 외측면을 감싸게 장착되고, 상기 디스크부에 마찰력을 제공하는 캘리퍼부; 및 상기 캘리퍼부에 장착되고, 상기 디스크부의 회전에 의해 발생된 공기의 유동을 유도하는 덕트부를 포함하고, 상기 덕트부는, 상기 캘리퍼부에 장착되는 덕트몸체부; 및 상기 덕트몸체부에 상기 디스크부 측으로 개구되게 형성되고, 공기의 유동을 상기 디스크부에서 상기 덕트몸체부로 유도된 공기를 배출하는 메인 공기배출부를 포함한다.

본 발명에서 상기 덕트부는, 상기 덕트몸체부의 단부에 개구되게 형성되고, 상기 캘리퍼부의 반대측을 향하여 점점 폭이 좁게 형성되며, 상기 덕트몸체부 내부를 유동한 공기가 배출되게 유도하는 보조 공기배출부를 더 포함한다.

본 발명에서 상기 덕트부는, 상기 덕트몸체부에 개구되게 형성되어, 상기 덕트몸체부 내부를 유동한 공기가 배출되는 사이드 공기배출부를 더 포함한다.

본 발명에서 상기 사이드 공기배출부는 상기 덕트몸체부에서 외측으로 돌출되고, 하향 경사지게 형성되는 날개부를 구비한다.

본 발명에서 상기 덕트몸체부는, 상기 디스크부의 양측면을 감싸고, 상기 디스크부와 이격 배치되는 한 쌍의 사이드몸체부; 및 한 쌍의 상기 사이드몸체부를 연결하고, 상기 디스크부와 이격 배치되고, 상기 디스크부의 원주방향을 따라 곡면으로 형성되는 탑몸체부를 포함한다.

본 발명에서 상기 탑몸체부는, 상기 탑몸체부의 길이방향을 따라 상기 디스크부 측으로 오목하게 형성되는 가이드홈부; 및 상기 가이드홈부에서 외측으로 향하여 유선형으로 형성되어 상기 덕트몸체부의 내부로 유입된 공기의 유동을 가이드하는 스트림부를 포함한다.

본 발명에서 상기 보조 공기배출부에 장착되고, 상기 덕트몸체부의 내부를 유동한 공기를 여과하는 배출필터부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 차량용 브레이크 장치에 의하면, 덕트부의 내부를 따라 유동되는 공기가 디스크부의 표면으로 유도되게 가이드함으로써, 고온의 디스크부 표면을 냉각할 수 있으므로, 디스크부 사이즈 축소로 생산 원가를 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 덕트부에 의해 디스크부로 가이드된 공기에 의해 디스크부에 있는 분진을 제거하여 마찰 성능을 향상시키고 노이즈 발생을 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 덕트부 표면에 디자인 구성을 추가하여 상품성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 브레이크 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 "A"를 개략적으로 나타내는 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 브레이크 장치에서 덕트부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 섹션 B-B를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 브레이크 장치에서 덕트부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 브레이크 장치의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 브레이크 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 "A"를 개략적으로 나타내는 부분 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 브레이크 장치에서 덕트부를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 2의 섹션 B-B를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 브레이크 장치에서 덕트부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 브레이크 장치는 디스크부(100), 캘리퍼부(200), 덕트부(300)를 포함한다. 디스크부(100)는 회전 가능하게 장착되는 것으로, 원반 형상으로 형성된다. 디스크부(100)는 차륜(미도시)과 일체로 회전된다. 디스크부(100)는 회전되면서 외측으로 공기를 배출한다.

캘리퍼부(200)는 디스크부(100)의 외측면을 감싸게 장착되고, 디스크부(100)에 마찰력을 제공한다. 캘리퍼부(200)는 디스크부(100)에 면접촉하여 마찰되는 패드(미도시)가 부착된다. 캘리퍼부(200)는 브레이크 페달(미도시)의 조작에 따른 부스터(미도시)와 마스터 실린더(미도시)로부터 발생된 유압을 공급받아 작동된다. 캘리퍼부(200)는 맞바람이 덕트부(300)를 향하여 유입되도록 형성된다.

덕트부(300)는 캘리퍼부(200)에 장착되고, 디스크부(100)의 회전에 의해 외측으로 배출된 공기를 수용하고 공기의 유동을 유도하는 것으로, 디스크부(100)의 표면으로 공기를 유도하여 디스크부(300)를 냉각시킨다.

덕트부(300)는 디스크부(100)의 표면으로 공기를 유도하여 디스크부(100)와 캘리퍼부(200) 사이에서 발생되는 마찰열을 냉각시키고, 디스크부(100)에 있는 분진을 제거할 수 있다.

덕트부(300)는 덕트몸체부(310), 메인 공기배출부(320), 보조 공기배출부(330)를 포함한다. 덕트몸체부(310)는 캘리퍼부(200)에 장착되는 것으로, 일측(도 2 기준 하측)이 개구된 "ㄷ"자 형상으로 형성된다.

메인 공기배출부(320)는 덕트몸체부(310)의 일측(도 2 기준 하측)에 개구되게 형성되는 것으로, 디스크부(100)에서 외측으로 토출되어 디스크부(100)에서 덕트몸체부(310)로 유도되고 덕트몸체부(310) 내에서 순환한 공기를 디스크부(100) 측으로 배출한다.

디스크부(100)는 디스크부 공기유입부(101)와 디스크부 공기토출부(102)를 구비한다. 디스크부 공기유입부(101)에서 유입된 공기가 디스크부 공기토출부(102)를 통해 디스크부(100)의 외측으로 토출된다.

보조 공기배출부(330)는 덕트몸체부(310)의 단부(도 2 기준 좌측단부)에 개구되게 형성되는 것으로, 덕트몸체부(310)를 유동하면서 디스크부(100)의 표면을 냉각시킨 공기를 덕트몸체부(310)의 외부로 배출한다.

보조 공기배출부(330)는 덕트몸체부(310)에서 캘리퍼부(200)의 반대측(도 2 기준 좌측)을 향하여 점점 폭이 좁게 형성되며, 덕트몸체부(310) 내부를 유동한 공기를 배출한다. 보조 공기배출부(330)는 덕트몸체부(310)의 외측(캘리퍼부(200)의 반대측과 사이드몸체부(311)의 말단측)을 향하여 점점 폭이 좁게 형성되어, 보조 공기배출부(330)를 통해 공기 배출 속도가 증가되어 공기의 배출이 빠르게 이루어지고, 이로 인해 디스크부(100)의 표면에 있는 분진 등의 이물질의 배출이 이루어진다.

즉 디스크부(100)에서 토출된 공기가 덕트몸체부(310)의 내부 공간을 유동하면서, 디스크부(100)의 표면을 냉각하고, 디스크부(100)의 분진을 제거하며, 메인 공기배출부(320)와 보조 공기배출부(330)를 통해 덕트몸체부(310)의 외부로 배출된다.

본 발명에서 덕트부(300)는 사이드 공기배출부(340)를 더 포함한다. 사이드 공기배출부(340)는 덕트몸체부(310)의 사이몸체부(311)에 개구되게 형성되어, 덕트몸체부(310) 내부를 유동한 공기를 배출한다. 사이드 공기배출부(340)는 덕트몸체부(310)의 사이드몸체부(311)에서 하향 경사지게 형성되는 날개부(341)를 구비한다.

날개부(341)는 사이드 공기배출부(340)에서 외측을 향하여 돌출되고, 하향 경사지게 형성되어, 디스크부(100) 측으로 공기의 유동을 유도한다.

사이드 공기배출부(340)를 통해 덕트몸체부(310)의 외부로 배출되는 공기는 날개부(341)에 의해 디스크부(100) 측으로 유도한다. 따라서 덕트몸체부(310)의 내부에서 유동되면서 디스크부(100)의 표면을 냉각하고, 사이드 공기배출부(340)를 통해 배출되고, 날개부(410)에 의해 디스크부(100)의 표면 냉각 효과가 증대될 수 있다.

본 발명에서 덕트부(300)는 제2사이드 공기배출부(345)를 더 포함한다. 제2사이드 공기배출부(345)는 보조 공기배출부(330)의 측면에 개구되게 형성되어, 덕트몸체부(310) 내부를 유동한 공기가 보조 공기배출부(330) 측으로 배출되는 공기가 추가 유로로 배출되게 한다.

제2사이드 공기배출부(345)는 보조 공기배출부(300)에서 덕트몸체부(310)의 외측(도 3 기준 좌측)으로 경사지게 형성되는 제2날개부(347)를 구비한다. 제2날개부(347)를 통해 사이드 공기배출부(340)를 통해 배출되는 공기의 유동을 가이드한다.

제2사이드 공기배출부(345)를 통해 덕트몸체부(310)의 외부로 배출되는 공기는 제2날개부(347)에 의해 공기 유동이 가이드되면서 디스크부(100) 측으로 향해 유도되어, 디스크부(100)를 다시 냉각 시킬 수 있다. 따라서 덕트몸체부(310)의 내부에서 유동되면서 디스크부(100)의 표면을 냉각하고, 사이드 공기배출부(340)를 통해 배출되고, 날개부(410)에 의해 디스크부(100)의 내부의 뜨거워진 공기를 빠르게 배출하여 냉각 효과가 증대될 수 있다.

덕트몸체부(310)는 사이드몸체부(311)와 탑몸체부(313)를 포함한다. 사이드몸체부(311)는 디스크부(100)의 양측면을 감싸고, 디스크부(100)와 이격 배치되는 한 쌍으로 이루어진다.

탑몸체부(313)는 한 쌍의 사이드몸체부(311)를 연결하고, 디스크부(100)와 이격 배치되고, 디스크부(100)의 원주방향을 따라 곡면으로 형성된다. 디스크부(100)에서 덕트몸체부(310)의 내부 공간으로 유입된 공기는 탑몸체부(313)의 표면과 접촉하고, 탑몸체부(313)에서 사이드몸체부(311)를 따라 유동되면서 디스크부(100)의 표면을 냉각시킨다.

탑몸체부(313)는 가이드홈부(314)와 스트림부(315)를 포함한다. 가이드홈부(314)는 탑몸체부(313)의 길이방향을 따라 디스크부(100) 측으로 오목하게 형성된다.

스트림부(315)는 가이드홈부(313)에서 외측으로 향하여 유선형으로 형성되어 덕트몸체부(310)의 내부로 유입된 공기의 흐름을 가이드한다. 스트림부(315)는 유선형으로 형성되어, 덕트몸체부(310)의 내부에 유입된 공기가 스트림부(315)를 따라 공기의 간섭이 발생되지 않고 부드럽게 유동되게 유도되면서 공기의 디스크부(100)의 표면을 냉각시킬 수 있다(도 4 참조).

본 발명에서 덕트부(300)는 캘리퍼부(200)에 일체화를 이룰 수 있다. 즉 캘리퍼부(200)와 덕트부(300) 형상의 금형을 제작하고, 캘리퍼부(200)와 덕트부(300)를 주물 형성하여 일체화를 이룰 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 브레이크 장치는 배출필터부(350)를 더 포함한다. 배출필터부(350)는 보조 공기배출부(330)에 장착되고, 덕트몸체부(310)의 내부를 유동한 공기를 여과한다.

배출필터부(350)가 보조 공기배출부(330)의 출측(도 5 기준 좌측)에 장착되어, 덕트몸체부(310) 내부를 유동한 공기가 디스크부(100)를 냉각 및 분진을 제거하면서 포함된 분진을 포집하여 외부로 배출되는 것을 차단할 수 있다.

또한 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 브레이크 장치는 유입필터부(360)를 더 포함한다. 유입필터부(360)는 덕트몸체부(310)로 유입되는 공기를 여과한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 브레이크 장치의 작동을 설명한다. 디스크부(100)가 회전하면서, 디스크부(100)의 중심에서 외측으로 공기가 방출된다. 디스크부(100)에서 방출된 공기는 덕트부(300)로 유입된다.

덕트몸체부(310)에서 유선형으로 형성된 스트림부(315)를 따라 공기는 유동된다. 스트림부(315)를 따라 공기가 유동되어, 공기 간에 간섭이 발생되지 않고, 탑몸체부(313)에서 사이드몸체부(315)로 공기가 유동되고, 디스크부(100)의 표면을 냉각시킨다.

덕트몸체부(310)의 내부를 순환한 공기는 보조 공기배출부(330)를 통해 배출된다. 보조 공기배출부(330)는 덕트몸체부(310)에서 외측으로 향할수록 폭이 좁게 형성되어 공기의 유속이 빠르게 배출된다. 보조 공기배출부(300)를 통해 배출되는 공기는 배출필터부(350)에서 분진 등의 이물질이 포집된다.

한편 덕트몸체부(310)의 내부를 순환한 공기는 사이드 공기배출부(340) 또는 제2사이드 공기배출부(345)를 통해서도 배출되면서 디스크부(100)의 표면을 다시 냉각한다.

본 발명에 따른 차량용 브레이크 장치에 의하면, 덕트부(300)의 내부를 따라 유동되는 공기가 디스크부(100)의 표면으로 유도되게 가이드함으로써, 고온의 디스크부(100) 표면을 냉각할 수 있으므로, 디스크부(100) 사이즈 축소로 생산 원가를 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 덕트부(300)에 의해 디스크부(100)로 가이드된 공기에 의해 디스크부(100)에 있는 분진을 제거하여 마찰 성능을 향상시키고 노이즈 발생을 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 덕트부(300) 표면에 디자인 구성을 추가하여 상품성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100: 디스크부 101: 디스크부 공기유입부
102: 디스크부 공기토출부 200: 캘리퍼부
300: 덕트부 310: 덕트몸체부
311: 사이드몸체부 313: 탑몸체부
314: 가이드홈부 315: 스트림부
320: 메인 공기배출부 330: 보조 공기배출부
340: 사이드 공기배출부 341: 날개부
345: 제2사이드 공기배출부 347: 제2날개부
350: 배출필터부 360: 유입필터부

Claims

회전 가능하게 장착되고, 공기가 유입되는 디스크부 공기유입부와, 상기 디스크부 공기유입부를 통해 유입된 공기가 외측으로 토출되는 디스크부 공기토출부를 구비하는 디스크부;
상기 디스크부의 외측면을 감싸게 장착되고, 상기 디스크부에 마찰력을 제공하는 캘리퍼부; 및
상기 캘리퍼부에 장착되고, 상기 디스크부의 회전에 의해 발생된 공기의 유동을 유도하는 덕트부를 포함하고,
상기 덕트부는,
상기 캘리퍼부에 장착되는 덕트몸체부; 및
상기 덕트몸체부에 상기 디스크부 측으로 개구되게 형성되고, 공기의 유동을 상기 디스크부에서 상기 덕트몸체부로 유도된 공기를 배출하는 메인 공기배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.
제1항에 있어서,
상기 덕트부는,
상기 덕트몸체부의 단부에 개구되게 형성되고, 상기 캘리퍼부의 반대측을 향하여 점점 폭이 좁게 형성되며, 상기 덕트몸체부 내부를 유동한 공기가 배출되게 유도하는 보조 공기배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.
제1항에 있어서,
상기 덕트부는,
상기 덕트몸체부에 개구되게 형성되어, 상기 덕트몸체부 내부를 유동한 공기가 배출되는 사이드 공기배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.
제3항에 있어서,
상기 사이드 공기배출부는 상기 덕트몸체부에서 외측으로 돌출되고, 하향 경사지게 형성되는 날개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.
제1항에 있어서,
상기 덕트몸체부는,
상기 디스크부의 양측면을 감싸고, 상기 디스크부와 이격 배치되는 한 쌍의 사이드몸체부; 및
한 쌍의 상기 사이드몸체부를 연결하고, 상기 디스크부와 이격 배치되고, 상기 디스크부의 원주방향을 따라 곡면으로 형성되는 탑몸체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.
제5항에 있어서,
상기 탑몸체부는,
상기 탑몸체부의 길이방향을 따라 상기 디스크부 측으로 오목하게 형성되는 가이드홈부; 및
상기 가이드홈부에서 외측으로 향하여 유선형으로 형성되어 상기 덕트몸체부의 내부로 유입된 공기의 유동을 가이드하는 스트림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.
제2항에 있어서,
상기 보조 공기배출부에 장착되고, 상기 덕트몸체부의 내부를 유동한 공기를 여과하는 배출필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.