KR100792935B1 - Conning preventing device of brake disc in vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 브레이크디스크의 코닝 방지 장치에 관한 것으로, 디스크의 외측면에 열을 발생시켜 제동시 상대적으로 높은 열을 발생하는 디스크 내측면과의 열 평형 상태를 형성해 디스크 내·외측면의 온도차이에 의한 변형을 방지함에 그 목적이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-corning device for a brake disc for a vehicle. The purpose is to prevent deformation by.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 조작에 따라 발생되는 유압을 통해 작동되는 캘리퍼(20)의 가압패드(21)와의 마찰력을 매개로 차륜의 회전을 정지시키는 브레이크디스크(10)가 차륜에 넥크(10a)를 매개로 장착되되, 상기 넥크(10a)에는 차륜으로 구동력을 전달하는 액슬(A)의 스핀들(S)에 고정되어져 브레이크페달(B)의 조작 상태와 디스크(10)의 온도를 측정하는 제어수단을 매개로 선택적으로 공급되는 직류 전원을 통해 열을 방출·흡수하는 펠티어(Peltier)효과를 발생하는 에너지변환수단(40)이 구비되어진 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object, the brake disk 10 for stopping the rotation of the wheel by the friction force with the pressure pad 21 of the caliper 20 is operated through the hydraulic pressure generated by the brake operation is It is mounted on the wheel via the neck (10a), the neck (10a) is fixed to the spindle (S) of the axle (A) for transmitting the driving force to the wheel, the operating state of the brake pedal (B) and the disk 10 Energy conversion means 40 for generating a Peltier effect for dissipating and absorbing heat through a DC power supply selectively supplied via a control means for measuring temperature is characterized in that it is provided.
Description
도 1은 종래에 따른 차량의 브레이크 시스템중 차륜의 디스크를 가압하는 캘리퍼의 구성도1 is a configuration diagram of a caliper for pressing the disk of the wheel of the conventional brake system of a vehicle
도 2는 도 1에 따른 벤틸레이트 타입 디스크의 단면도2 is a cross-sectional view of the ventilate type disc according to FIG. 1.
도 3은 본 발명에 따른 브레이크디스크의 코닝 방지장치의 구성도
3 is a block diagram of a corning prevention device of the brake disk according to the present invention
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 디스크 10a : 넥크10:
11 : 에어벤트홀 20 : 캘리퍼11: air vent hole 20: caliper
21 : 가압패드 30 : 콘트롤러21: pressure pad 30: controller
31 : 접촉센서 32 : 온도센서31: contact sensor 32: temperature sensor
32a : 동관 33 : 릴레이32a: copper tube 33: relay
40 : 에너지 변환수단 41 : 연결단자40: energy conversion means 41: connection terminal
42 : 열전소자 42a : 발열부재42:
42b : 흡열부재
42b: endothermic member
본 발명은 차량용 브레이크디스크의 코닝방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제동 시 디스크에 열적 변형을 가해 패드와의 마찰에 따른 가열 변형을 방지해 소음의 발생을 저감할 수 있도록 된 차량용 브레이크디스크의 코닝방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-corning device of a brake disc for a vehicle, and more particularly, a brake disc for a vehicle which can reduce the occurrence of noise by applying thermal deformation to the disk during braking to prevent heating deformation due to friction with the pad. It relates to a corning prevention device.
일반적으로 주행중인 차량을 정지시키는 브레이크시스템은 운전자의 조작 시 최초 운전자의 조작력을 배가시키는 부스터를 통해 오일을 가압하여 유압을 발생하는 마스터실린더를 통해 차륜(W)의 회전력을 정지시켜 주는 브레이크어셈블리로 구성되어진다.In general, a brake system that stops a running vehicle is a brake assembly that stops the rotational force of the wheel (W) through a master cylinder that generates oil pressure by pressurizing oil through a booster that doubles the driver's operating force when the driver operates. It is constructed.
이러한 브레이크는 브레이크어셈블리에 따라 여러 방식으로 분류되는데 이중, 캘리퍼타입은 도 1에 도시된 바와 같이 브레이크 조작에 따른 유압을 통해 엔진으로부터 발생된 동력에 의해 회전되는 차륜(W)에 장착된 디스크(10)의 양 측면에서 가압하여 정지시키는 것으로서, 이와 같은 캘리퍼(20)타입에 사용되는 디스크(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 브레이크어셈블리(20)의 가압패드(21)에 의해 발생되는 마찰열을 대기로 방출하도록 그 테두리를 따라 일정 간격으로 다수개의 에어벤트홀(11)이 형성되어진다.These brakes are classified in various ways according to the brake assembly. Among them, the caliper type is mounted on the wheel W which is rotated by the power generated from the engine through the hydraulic pressure according to the brake operation as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the
그리고, 이러한 형식의 디스크(10)는 열전도율을 향상하기 위한 에어벤트홀(11)을 형성하므로 통상, 벤틸레이트 디스크로 불리움은 물론이다.In addition, since the
그러나, 이와 같은 브레이크 시스템은 제동 시 캘리퍼(20)의 가압패드(21)를 통해 디스크(10)의 그 양 측면을 강하게 가압하면, 패드(21)와의 마찰로 인해 디스크(10)와 접촉되는 가압패드(21)에 고온(디스크는 약 200℃이나 패드는 약 400℃로 상승됨)이 발생되면서 코닝(Conning)을 발생시켜 디스크(10)의 회전이 멈출 때까지 진동과 소음이 발생되는 현상이 있게 된다.However, such a brake system strongly presses both sides of the
이와 같은 코닝은 디스크(10)의 내면이 외면보다 더 많이 팽창함에 따라 디스크(10)자체에 변형이 발생되는 현상인데 이는 통상, 급제동시 일어나는 디스크(10)와 패드(21)사이의 급격한 마찰에 따라 진동과 소음의 원인이 되면서 조향휠로 전해져 쉬미(Shimmy)인 떨림을 발생하는 핫저더(Hot Judder)와, 반복적인 제동에 따른 디스크(10)의 열적층을 발생해 제동시 마다 만성적인 진동과 소음을 유발하는 콜드저더(Cold Judder)등의 요인으로 작용되는 특성을 갖게 된다.This Corning is a phenomenon in which the deformation of the
이에 따라, 브레이크 시스템의 진동과 소음을 방지하기 위해서 디스크(10)에서 코닝의 발생 즉, 마찰열에 의한 디스크 코닝 현상을 최대한 억제하기 위해 브레이크 디스크(10)의 형태를 변경하지만 열에 의한 변형을 근본적으로 방지하기에는 한계가 있는 문제가 있게 된다.
Accordingly, in order to prevent vibration and noise of the brake system, the shape of the
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 디스크의 외측면에 열을 발생시켜 제동시 상대적으로 높은 열을 발생하는 디스크 내측면과의 열 평형 상태를 형성해 디스크 내·외측면의 온도차이에 의한 변형을 방지함에 그 목적 이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned point, and heat is generated on the outer surface of the disk to form a thermal equilibrium with the inner surface of the disk, which generates relatively high heat during braking, and thus the temperature of the inner and outer surfaces of the disk The purpose is to prevent deformation due to differences.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 조작에 따라 발생되는 유압을 통해 작동되는 캘리퍼의 가압패드와의 마찰력을 매개로 차륜의 회전을 정지시키는 디스크가 차륜에 넥크를 매개로 장착되되, 상기 넥크에는 차륜으로 구동력을 전달하는 액슬의 스핀들에 고정되어져 브레이크페달의 조작 상태와 디스크의 온도를 측정하는 제어수단을 매개로 선택적으로 공급되는 직류 전원을 통해 열을 방출·흡수하는 펠티어효과를 발생하는 에너지변환수단이 구비되어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the disk for stopping the rotation of the wheel via the friction force with the pressure pad of the caliper operated by the hydraulic pressure generated by the brake operation is mounted on the wheel through the neck, The neck is fixed to the spindle of the axle that transmits the driving force to the wheel, and generates a Peltier effect that releases and absorbs heat through a DC power supply selectively supplied through a control means for measuring the operating state of the brake pedal and the temperature of the disk. It characterized in that the energy conversion means to be provided.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 브레이크디스크의 코닝 방지장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 브레이크 조작에 따라 발생되는 유압을 통해 작동되는 캘리퍼(20)의 가압패드(21)와의 마찰력을 매개로 차륜의 회전을 정지시키는 디스크(10)가 차륜에 넥크(10a)를 매개로 장착되되, 상기 넥크(10a)에는 차륜으로 구동력을 전달하는 액슬(A)의 스핀들(S)에 고정되어져 브레이크페달(B)의 조작 상태와 상기 디스크(10)의 온도를 측정하는 제어수단을 매개로 선택적으로 공급되는 직류 전원을 통해 열을 방출·흡수하는 펠티어(Peltier)효과를 발생하는 에너지변환수단(40)이 구비되어진다.Figure 3 shows a block diagram of the anti-corning device of the brake disk according to the present invention, the present invention mediates the frictional force with the
여기서, 상기 제어수단은 브레이크페달(B)의 조작 상태를 감지하는 접촉센서(31)와 상기 가압패드(21)의 온도를 측정하는 온도센서(32)의 신호를 전송받아 내장된 프로그램(Program)에 따라 처리하는 콘트롤러(30)와, 이 콘트롤러(30)의 신호에 따라 차량의 배터리 전원을 상기 에너지변환수단(40)으로 통전시키는 릴레이(33)로 이루어진다.Here, the control means receives a signal from the
이때, 상기 온도센서(32)는 상기 가압패드(21)내에 동관(32a)으로 감싸지면서 상기 디스크(10)와 상기 가압패드(21) 표면에서의 온도를 측정해 상기 콘트롤러(30)로 신호를 전송하는 플러그타입 서모커플(Plug Type Thermocouple)로 이루어짐은 물론이다.At this time, the
또한, 상기 에너지변환수단(40)은 차륜으로 구동력을 전달하는 액슬(A)의 스핀들(S)의 회전에 의한 원심력으로 이동·접촉되어 릴레이(33)로부터 배터리의 전원을 공급받는 연결단자(41)와, 이 연결단자(41)에 전선으로 연결되어 공급된 전류에 의해 펠티어효과를 나타내도록 디스크(10)의 넥크(10a)부위에 구비된 열전소자(42)로 이루어진다.In addition, the energy conversion means 40 is moved and contacted by the centrifugal force by the rotation of the spindle (S) of the axle (A) for transmitting the driving force to the wheel is connected to the
여기서, 상기 열전소자(42)는 공급된 전류에 의해 열을 방출해 디스크(10)의 외측면을 팽창시키는 발열부재(42a)와, 이 발열부재(42a)의 반응과 반대로 열을 흡수해 디스크(10)의 내측면을 수축시키는 흡열부재(42b)로 이루어진다.
Here, the
이하 본 발명의 작용을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 일반적인 브레이크 시스템과 같이 운전자가 브레이크시스템을 조작하게 되면 폐달(B)의 조작에 따라 부스터와 마스터실린더를 통해 발생된 유압이 캘리퍼(20)의 실린더로 유입되어 가압패드(21)가 차륜에 장착되어 회전하고 있는 디스크(10)의 양 측면을 강하게 가압하면서 마찰력을 통해 정지시키게 된다.According to the present invention, when the driver operates the brake system like a general brake system, the hydraulic pressure generated through the booster and the master cylinder is introduced into the cylinder of the
이때, 상기 제어수단은 접촉센서(31)를 통해 브레이크페달(B)의 조작 상태를 감지해 콘트롤러(30)로 전송함과 더불어 상기 디스크(10)와의 마찰로 인해 가압패드(21)에 발생되는 고온의 마찰열은 가압패드(21)에 장착된 온도센서(32)를 통해 콘트롤러(30)로 전송되고 이에 따라, 상기 콘트롤러(30)는 입력된 센서(31,32)의 신호에 따라 차량의 제동상황과 이에 따른 디스크(10)의 코닝을 판단한 후 배터리의 전원을 릴레이(33)를 통해 에너지변환수단(40)으로 통전시켜 디스크(10)의 내·외측면을 서로 다르게 수축·팽창시키게 된다.At this time, the control means detects the operation state of the brake pedal (B) through the
여기서, 상기 콘트롤러(30)의 코닝 판단은 온도센서(32)에서 측정된 온도를 기준으로 디스크(10)의 변형량을 산출하게 되는데 즉, 디스크 코닝(C) = Arctan[디스크 반경의 직각 방향 변화량(dX)/(디스크의 반경(L) + 디스크 반경방향 변화량(dY))]으로 나태 낼 수 있으므로, 이와 같은 디스크 코닝(C)값을 디스크와 패드표면에서의 접촉 온도에 따른 변화량으로 변환해 콘트롤러(30)에서 판단하게 된다.Here, the Corning determination of the
이에 따라, 상기 콘트롤러(30)가 온도센서(32)에서 측정된 온도값이 약 150℃에 이를 때 이 온도에서 디스크의 코닝을 발생하는 디스크코닝(C)값으로 판단한 후, 상기 콘트롤러(30)는 릴레이(33)를 온(On)시켜 배터리의 전원이 에너지변환수단(40)으로 통전되도록 한다.Accordingly, when the
즉, 상기 배터리의 전원이 에너지변환수단(40)의 연결단자(41)로 공급되면, 이 연결단자(41)와 연결된 전선을 통해 디스크(10)의 넥크(10a)부위에 위치된 열전소자(42)의 발열부재(42a)와 흡열부재(42b)로 각각 전원이 통전되고 이에 따라, 상기 열전소자(42)의 발열부재(42a)에서는 발열반응이 일어나고 흡열부재(42b)에서는 흡열반응이 일어나게 된다.That is, when the power of the battery is supplied to the
이때, 상기 열전소자(42)의 발열부재(42a)에서 발열반응이 일어나면, 이 발열부재(42a)가 위치된 디스크(10)의 외측면이 팽창하는 반면, 상기 열전소자(42)의 흡열부재(42b)에서는 일어나는 흡열반응에 의해 디스크(10)의 내측면이 수축하게 되고 이에 따라, 상기 디스크(10)는 가압패드(21)와의 마찰로 인한 코닝인 열 변형이 일어남과 동시에 열전소자(42)에 의한 팽창·수축이 일어나게 된다.At this time, when the exothermic reaction occurs in the
이와 같이, 상기 가압패드(21)와의 마찰에 의한 열변형에 따라 코닝이 발생되는 디스크(10)가 제동시 디스크(10)의 외측면보다 내측면이 상대적으로 더 많은 팽창이 일어나는 특성에 따라 열전소자(42)에 의해 디스크(10)의 내측면을 냉각시켜 수축하고 반면에 외측면을 가열시켜 팽창시킴에 따라 결국, 상기 디스크(10)의 내측면과 외측면의 열적 평형을 강제적으로 유지시켜 제동에 따른 온도의 증가로 인한 디스크(10)의 코닝을 방지할 수 있게 된다.As such, when the
이후, 상기 디스크(10)와 가압패드(21)표면사이의 온도가 150℃ 이하로 떨어지면 온도센서(32)를 통해 이를 감지한 콘트롤러(30)가 릴레이(33)를 오프(Off)시켜 에너지변환수단(40)으로 통전되는 배터리 전원을 차단시키게 됨은 물론이다.Subsequently, when the temperature between the
이와 같이, 본 발명은 브레이크의 작동시 디스크(10)와 캘리퍼(20)내의 패드(21)표면사이의 온도에 따라 디스크(10)의 내·외측면을 수축·팽창시키면서 코닝을 일으키지 않도록 평형을 유지시켜주어 디스크(10)의 열용량차이를 인위적으로 제거할 수 있게 되는 것이다.
As described above, the present invention provides a balance between the
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 브레이크페달의 조작 상태와 디스크의 온도에 따라 공급되는 전원에 따라 열을 방출·흡수하는 펠티어효과를 발생하는 에너지변환수단이 브레이크디스크에 구비시켜 브레이크의 작동시, 디스크의 내·외측면을 수축·팽창시켜 디스크의 열 용량 차이를 인위적으로 제거해 코닝을 일으키지 않도록 열 평형을 유지시켜, 반복적인 제동에 따른 디스크의 열적층에 의한 진동과 소음을 유발하는 콜드저더와 디스크의 자체 변형에 따라 급제동시 발생되는 진동과 소음을 조향휠로 전달하는 핫저더를 크게 저감시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
As described above, according to the present invention, the brake disk is provided with an energy conversion means for generating a Peltier effect of releasing and absorbing heat according to the operating state of the brake pedal and the power supplied according to the temperature of the disk. Cold judder that causes the vibration and noise of the disk due to thermal lamination due to repetitive braking by maintaining the thermal equilibrium so as not to cause corning by contracting and expanding the inner and outer surfaces of the disk to artificially eliminate the difference in the heat capacity of the disk. According to the deformation of the disk itself, it is possible to greatly reduce the hot judder that transmits vibration and noise generated during sudden braking to the steering wheel.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |