KR102276532B1 - 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리에 관한 것으로, 차축이 삽입되며 양단에 플랜지부를 형성하는 허브부; 내주면에 체결부를 형성하여 상기 플랜지부 각각에 장착되는 디스크부 및 상기 플랜지부와 체결부 사이로 삽입되되 원주상을 따라 일정 간격을 두도록 삽입되어 허브부와 디스크부를 체결하는 복수의 체결부재를 포함하는 브레이크 디스크 어셈블리로서, 상기 체결부재는, 상기 브레이크 디스크 어셈블리의 외측부에서 플랜지부와 체결부 사이로 삽입되는 홀더; 상기 홀더와 마주하도록 브레이크 디스크 어셈블리의 내측부에서 삽입되며, 내주면에는 나사산을 형성하는 홀더 너트; 상기 브레이크 디스크 어셈블리 외측부에서 단부가 홀더를 관통하도록 홀더 너트로 삽입되되, 단부로부터 소정의 길이에는 나사산이 형성되어 홀더 너트와 체결되는 체결볼트 및 상기 체결볼트의 단부에 구비되는 스프링을 포함하여, 브레이크의 제동 시 발생되는 디스크부의 열 변형을 강제 구속하지 않아 자유 변형되도록 할 수 있다.

Description

스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리{Brake disc assembly with spur mounting structure}

본 발명은 브레이크 디스크 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크의 제동 시 발생되는 디스크의 열 변형을 강제 구속하지 않아 자유 변형 되도록 하여, 열 크랙 방지 성능과 내구성 등을 향상시킨 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리에 관한 것이다.

열차나 차량에 장착되는 제동장치는 주행 중인 열차 또는 차량을 감속시키거나, 정지 및 정지 상태를 유지하도록 하는 장치이다. 이러한 제동장치는 일반적으로 휠에 구비되는 휠 디스크를 가압하여 제동을 수행하여 왔다.

일 예로, 한국등록특허 제10-1662149호 '철도차량용 브레이크 디스크 장치'와 한국등록특허 제10-0368610호 '철도차량용 브레이크디스크'가 있다.

그러나, 열차나 차량이 고속화 되었고 특히 열차의 경우에는 최근에 KTX, SRT와 같은 300km이상의 속도를 내는 고속열차로 발전되었으며, 열차나 차량의 속도가 빠름에 따라 제동거리가 길 뿐만 아니라 신속하게 제동이 이루어져야 하는데, 종래의 브레이크디스크 만으로는 한계가 있어 허브 등을 통해 차축에 디스크를 연결하여 사용하는 축 디스크가 사용되고 있다.

종래의 축 디스크는 허브와 디스크의 체결 시 허브의 체결공 안쪽 부분에서 스프링이 감싸진 너트를 맞춘 후, 볼트에 와셔를 끼워 너트까지 관통하는 식으로 체결되었다.

이는 조립 구조가 상대적으로 간단하고 너트 끝부분에 스프링이 감싸져 있어 볼트 풀림이 방지되며 체결력이 강한 장점이 있으나, 볼트 조립 시 너트를 손으로 맞추어 고정하고 있어야 하는 번거로움이 있고, 특히 볼트가 디스크에 직 체결되는 구조로서 디스크의 열변형으로 인한 응력 반복 발생 시 열 크랙이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 체결부재들이 외표면으로 노출되어 있어 녹발생, 오염, 파손 등의 문제점이 있었고, 너트 부분이 허브의 내측으로 마련되기 때문에 디스크를 교환하기 위해서는 허브를 차축에서 통째로 분리해야 되는 문제점이 있었다.

이에 따라, 기대수명이 낮고 유지보수가 불편하여 유지비용이 많이 발생되었으며, 심할 경우 안전상 문제도 수반하는 큰 문제점을 나타내었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 제안되는 것으로, 브레이크의 제동 시 발생되는 디스크의 열 변형을 강제 구속하지 않아 자유 변형 되도록 하여, 열 크랙 방지 성능과 내구성 등을 향상시키면서도 디스크의 교환 시 허브를 차축에서 분리할 필요가 없으며, 체결부재들의 외부 노출을 최소화하여 녹발생, 오염 및 파손을 최소화하여 유지보수가 용이하도록 형성된 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 다른 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리는, 차축이 삽입되며 양단에 플랜지부를 형성하는 허브부; 내주면에 체결부를 형성하여 상기 플랜지부 각각에 장착되는 디스크부 및 상기 플랜지부와 체결부 사이로 삽입되되 원주상을 따라 일정 간격을 두도록 삽입되어 허브부와 디스크부를 체결하는 복수의 체결부재를 포함하는 브레이크 디스크 어셈블리로서, 상기 체결부재는, 상기 브레이크 디스크 어셈블리의 외측부에서 플랜지부와 체결부 사이로 삽입되는 홀더; 상기 홀더와 마주하도록 브레이크 디스크 어셈블리의 내측부에서 삽입되며, 내주면에는 나사산을 형성하는 홀더 너트; 상기 브레이크 디스크 어셈블리 외측부에서 단부가 홀더를 관통하도록 홀더 너트로 삽입되되, 단부로부터 소정의 길이에는 나사산이 형성되어 홀더 너트와 체결되는 체결볼트 및 상기 체결볼트의 단부에 구비되는 스프링을 포함하여, 브레이크의 제동 시 발생되는 디스크부의 열 변형을 강제 구속하지 않아 자유 변형되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 홀더와 홀더 너트는 각각, 원통형 삽입부;와, 상기 원통형 삽입부보다 큰 외주면을 형성하는 안착부;를 포함하며, 상기 플랜지부와 체결부는 각각, 반원통형 삽입구;와, 상기 반원통형 삽입구 양단에서 반원통형 삽입구보다 큰 반경을 형성하는 반원형 안착홈;을 포함하여, 상기 허브부에 대한 디스크부 장착 시에 형성되는 원통형 삽입구에서 상기 홀더와 홀더 너트의 삽입부가 서로 마주하도록 삽입되고, 상기 허브부에 대한 디스크부 장착 시에 형성되는 외/내측 원형 안착홈 각각에 상기 홀더와 홀더 너트의 안착부가 안착되도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 홀더와 홀더 너트의 안착부는 각각, 상기 외/내측 원형 안착홈에 안착되는 안착면이, 마주하는 면과 0.5° 내지 1.5°의 각도를 이루도록 경사면을 형성할 수 있다.

또한, 상기 홀더와 홀더 너트의 안착부 두께는, 상기 허브부에 대한 디스크부 장착 시에 형성되는 외/내측 원형 안착홈의 깊이와 동일하거나 깊이 보다 적은 두께를 형성할 수 있다.

또한, 상기 홀더는, 상기 체결볼트의 삽입 시 체결볼트의 볼트머리가 안착될 볼트 머리 안착홈을 더 포함하며, 상기 체결볼트의 볼트머리 두께는, 상기 볼트 머리 안착홈의 깊이와 동일하거나 깊이 보다 적은 두께를 형성할 수 있다.

또한, 상기 스프링은, 상기 체결볼트의 단부로 갈수록 협소해지는 테이퍼를 형성할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리는, 브레이크의 제동 시 발생되는 디스크의 열 변형을 강제 구속하지 않아 자유 변형 되도록 하여, 열크랙 성능이 매우 뛰어나고, 열 변형에 대한 내구성과, 제동 소음, 진동, 편제동, 스코링 현상에 우월하고, 토크 강도가 향상된 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리는, 체결부재가 노출되지 않는 구조로써 녹발생을 저감하며, 오염 및 파손을 방지하여 내구성을 향상시키고, 분해 및 조립이 원활한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리는, 디스크부 교체 시에 허브부를 차축에서 탈거하지 않고도 디스크부 교체가 가능한 장점이 있다.

또한, 위에서 언급된 본 발명의 실시예에 따른 효과는 기재된 내용에만 한정되지 않고, 명세서 및 도면으로부터 예측 가능한 모든 효과를 더 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리의 사시도이다.
도 2는 도 1의 브레이크 디스크 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 3a는 도 1의 브레이크 디스크 어셈블리에서 체결부재를 제거하여 바라본 단면 사시도이고, 도 3b는 도 1의 브레이크 디스크 어셈블리에서 체결부재가 구비된 상태에서 바라본 단면 사시도이다.
도 4는 도 3b의 도면 중 일 디스크부 부근을 정단면측에서 보다 상세하게 바라본 도면이다.
도 5는 도 4의 도면 중 일 체결부재 부근을 보다 상세하게 바라본 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리와 종래의 축 디스크를 각각 2700회 제동하여 열 크랙 성능을 실험한 비교표이다.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하에서 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리에 관하여 첨부된 도면을 기초로 상세하게 설명하면서 구체적인 실시 예를 함께 살펴본다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리의 사시도이며, 도 2는 도 1의 브레이크 디스크 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 3a는 도 1의 브레이크 디스크 어셈블리에서 체결부재를 제거하여 바라본 단면 사시도이고, 도 3b는 도 1의 브레이크 디스크 어셈블리에서 체결부재가 구비된 상태에서 바라본 단면 사시도이다.

또한, 도 4는 도 3b의 도면 중 일 디스크부 부근을 정단면측에서 보다 상세하게 바라본 도면이며, 도 5는 도 4의 도면 중 일 체결부재 부근을 보다 상세하게 바라본 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리와 종래의 축 디스크를 각각 2700회 제동하여 열 크랙 성능을 실험한 비교표이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리(10)는, 차축이 삽입되는 허브부(100), 허브부(100)의 양단에 장착되어 축 디스크 캘리퍼에 의해 제동되는 디스크부(200) 및 허브부(100)와 디스크부(200)를 체결하는 체결부재(300) 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 허브부(100)는 차축이 삽입되도록 내부가 관통된 드럼형태로 형성될 수 있으며, 허브부(100)의 양단에는 디스크부(200)의 장착을 위한 플랜지부(110)가 형성될 수 있다. 후술하겠지만, 플랜지부(110)에는 체결부재(300)의 반절 부분이 삽입되도록 형성될 수가 있다.

또한, 허브부(100)에는 오일 등의 유입을 위한 리타이어 플러그(Retire plug)가 삽입될 수 있는 삽입홀(120)이 형성될 수 있으며, 삽입홀(120)에서 허브부(100) 내주면을 따라 형성되는 오일유동로(125)가 연장될 수 있다.

즉, 삽입홀(120)에 리타이어 플러그를 삽입 후, 오일을 유입하게 되면 오일유동로(125)를 따라 오일이 이동하게 되는데, 이때 유입되는 오일은 디스크부(200)의 교체 시에 디스크부(200)의 해체를 원활하게 하도록 작용될 수 있다.

한편, 디스크부(200)의 해체를 용이하게 하기 위한 오일은 균형적으로 유입됨이 바람직하므로 삽입홀(120)은 허브부(100)의 중심부에 위치할 수 있으나, 이는 바람직한 형태일 뿐 반드시 한정되는 사항은 아니다.

또한, 허브부(100)는 SCM440의 합금강 재질로 단조 가공을 통해 형성될 수 있고, 리타이어 플러그는 SUS304의 스테인리스강 재질을 프레스 가공할 수 있으나, 상기 허브부(100) 및 리타이어 플러그의 재질과 제조방식은 예시적인 것으로서 반드시 한정되는 사항은 아니며, 달리 형성될 수 있다.

디스크부(200)는 단조 가공을 통해 일 몸체로 형성될 수 있으며, 허브부(100)의 양단에 마련된 플랜지부(110) 각각에 장착될 수 있다. 또한, 디스크부(200)는 플랜지부(110)로의 장착을 위해 내주면에는 허브부(100)와 체결하기 위한 체결부(210)가 형성될 수 있으며, 체결부(210)에는 플랜지부(110)에 반절 부분이 삽입되는 체결부재(300)의 나머지 반절 부분이 삽입되도록 형성될 수가 있다.

즉, 디스크부(200)의 허브부(100) 장착 시에는 디스크부(200)의 체결부(210) 내주면과 허브부(100)의 플랜지부(110) 외주면이 마주하는 형태로써, 마주한 체결부(210)와 플랜지부(110) 사이로 체결부재(300)가 삽입되는 구조이다.

다시 말해, 체결부재(300)는 허브부(100)의 플랜지부(110)와 디스크부(200)의 체결부(210) 사이로 삽입되어 반절은 플랜지부(110)에 걸치고, 나머지 반절은 체결부(210)에 걸치는 형태로써, 이러한 체결구조는 허브부(100)에 대한 디스크부(200)의 축 방향 이탈을 방지하면서도 체결부재(300)가 디스크부(200)의 원심 반대 방향으로의 팽창은 구속하지 않아, 제동 시 열에 의한 디스크부(200)의 원심 반대 방향으로의 팽창에 대해 자율성을 부여할 수 있다.

상기와 같은 체결부재(300)를 통한 체결구조에 대해서는 디스크부(200)를 마저 설명한 후에 보다 상세히 설명하기로 한다.

디스크부(200)의 체결부(210)는 체결부재(300)가 디스크부(200)보다 돌출되지 않도록 디스크부(200) 두께보다 작은 두께를 형성할 수 있다. 즉, 절단한 단면으로 보았을 시 브레이크 캘리퍼가 작용되는 디스크 표면의 폭보다 축 방향 내측으로 함몰된 형태로 형성될 수 있다.

이때, 바람직하게는 체결부(210)의 두께는 플랜지부(110)의 두께와 동일할 수 있으나, 반드시 한정되는 사항은 아니며, 작업자의 의도에 따라 달리 형성될 수도 있다.

또한, 디스크부(200)의 체결부(210)에는 응력을 분산하기 위한 응력분산홀(215)이 일정간격으로 마련될 수도 있다. 응력분산홀(215)은 후술하는 복수의 체결부재(300)가 삽입되는 간격 사이사이로 마련될 수 있으며, 반타원 형태로 형성되어 디스크부(200)의 열 팽창 시에 체결부재(300)로 집중되는 응력을 분산할 수 있으며, 공기 유동로를 확보하여 디스크부(200) 등에서 발생되는 열을 외부로 빠르게 배출할 수가 있다.

또한, 디스크부(200)는 몰리브덴이 다량 함유된 하이몰리브덴강으로 형성되어 내부식성과 강도가 좋도록 형성될 수 있으나, 상술한 디스크부(200)의 재질은 예시적인 것으로 반드시 한정되는 것은 아니며, 달리 형성될 수 있다.

아울러, 도면에는 도시되지 않았으나, 허브부(100) 양단에 장착되는 2개의 디스크부(200) 중 하나에는 스터드 볼트(미도시)가 삽입될 볼트삽입공(미도시)이 원주 방향을 따라 일정 간격으로 마련될 수도 있다.

플랜지부(110)와 체결부(210) 사이로 삽입되어 허브부(100)와 디스크부(200)를 체결하는 체결부재(300)는 복수로 마련되어 원주상을 따라 일정 간격을 두도록 삽입될 수 있다.

즉, 플랜지부(110)와 체결부(210) 사이의 원주상을 따라 복수의 체결부재(300)가 마련되는 것이며, 각 체결부재(300)는 일측이 플랜지부(110)로 삽입되고 타측이 체결부(210)로 삽입될 수 있다.

또한, 체결부재(300)는 홀더(310), 홀더 너트(320), 체결볼트(330) 및 스프링(350)을 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 홀더(310)는 브레이크 디스크 어셈블리(10)의 외측부에서 플랜지부(110)와 체결부(210) 사이로 삽입될 수 있다. 여기서, 홀더(310)는 특정한 어느 형태에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 원통형의 삽입부(312)와, 원통형의 삽입부(312)보다 큰 외주면을 형성하는 안착부(314)를 포함하여 구성될 수 있다. 삽입부(312)와 안착부(314)를 형성하는 홀더(310)는 단면이 '凸'의 형태일 수 있다.

홀더 너트(320)는 브레이크 디스크 어셈블리(10)의 내측부에서 홀더(310)와 마주하도록 삽입되는 부재로서, 홀더(310)와는 그 외관이 동일할 수 있다. 즉, 홀더 너트(320)도 원통형의 삽입부(322)와, 원통형의 삽입부(322)보다 큰 외주면을 형성하는 안착부(324)를 포함하여 구성될 수 있으며, 그 단면이 '凸'의 형태일 수 있다.

여기서, 홀더(310)와 홀더 너트(320)는 내부가 중공되어 체결볼트(330)가 삽입될 공간을 마련할 수 있는데, 홀더(310)는 내주면이 민자인 형태로써 삽입되는 체결볼트(330)와는 체결되지 않을 수 있고, 홀더 너트(320)는 내주면에 나사산(326)을 형성하여 삽입되는 체결볼트(330)와는 체결될 수가 있다.

체결볼트(330)는 홀더(310)의 삽입 방향 즉, 브레이크 디스크 어셈블리(10) 외측부에서 단부가 홀더(310)를 관통하도록 홀더 너트(320)로 삽입될 수 있는데, 체결볼트(330)의 단부로부터 소정의 길이에는 나사산(미도시)이 형성되어 홀더 너트(320)와 체결될 수 있다.

이때, 체결볼트(330)는 통상의 볼트와 같이 볼트머리(332)가 마련될 수 있으며, 단부측은 홀더 너트(320)와 결속되고, 볼트머리(332)는 홀더(310)에 걸림되어 홀더(310)가 외측으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 체결볼트(330)의 삽입 시에는 와셔(340)를 같이 장착할 수 있는데, 이러한 와셔(340)는 볼트 체결에 있어 통상적인 것이므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

스프링(350)은 나사산(미도시)이 형성되지 아니한 체결볼트(330)의 단부에 구비될 수 있다. 여기서, 스프링(350)은 디스크부(200)의 축 방향으로의 유동성을 부여하기 위한 수단으로 스프링(350)의 단부는 홀더 너트(320)에 고정되고 체결볼트(330)의 단부 길이를 따라 권취되어 축 방향으로의 탄성력을 형성할 수 있으며, 스프링(350)의 장력을 달리하여 디스크부(200)의 축 방향으로의 유동성을 조절할 수 있다.

이를 통해, 본 발명은 상술한 바와 같이 축 방향의 이탈은 방지하면서도 디스크부(200)의 원심 반대 방향으로의 팽창은 자율성을 부여하고, 축 방향에 있어서는 스프링(350)을 통한 일정 수준의 유동성을 부여함으로써, 브레이크의 제동 시 발생되는 디스크부(200)의 자유 변형 원심 반대 방향 또는 축 방향으로의 열 변형을 강제 구속하지 않도록 되어 열 크랙 방지 성능과 내구성 등을 현저히 향상시킨 장점을 나타낼 수 있다.

한편, 스프링(350)은 일자 형태의 스프링이 사용될 수도 있으나, 바람직하게는 도면에 도시된 바와 같이 체결볼트(330)의 끝단부로 갈수록 협소해지는 테이퍼(T)를 형성하는 스프링이 사용될 수도 있다.

테이퍼(T)를 형성하는 스프링은 끝단부로 갈수록 체결볼트(330)에 대해 보다 강한 조임을 형성함으로써 강한 원심력이나 마모 등에 의한 풀림을 방지할 수가 있다.

아울러, 스프링(350)의 구비될 공간 마련을 위해 홀더 너트(320)에는 스프링 장착 홈(328)이 마련될 수도 있으며, 스프링 장착 홈(328)에 스프링(350)이 내재되어 외부로의 노출과 마모 등을 최소화할 수 있다.

한편, 상기와 같은 체결부재(300)는 노출을 최소화하여 녹발생, 오염 및 파손 등을 방지하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 먼저 플랜지부(110)와 체결부(210)는 각각 반원통형 삽입구(400a, 400b)와, 반원통형 삽입구(400a, 400b) 양단에서 반원통형 삽입구(400a, 400b)보다 큰 반경을 형성하는 반원형 안착홈(410a, 410b)을 마련할 수 있다. 여기서, 각각의 반원통형 삽입구(400a, 400b)와 반원형 안착홈(410a, 410b)은 서로 대칭되도록 형성되어 마주할 시 원통형 삽입구(400)와 외/내측 원형 안착홈(410-1, 410-2)을 이룰 수 있다.

즉, 허브부(100)에 디스크부(200)가 장착되면 원통형 삽입구(400)와, 원통형 삽입구(400) 양단으로 외/내측 원형 안착홈(410-1, 410-2)이 'H' 단면을 이루도록 형성되는 것이다.

이때, 상술한 홀더(310)와 홀더 너트(320)는 원통형 삽입구(400)와 외/내측 원형 안착홈(410-1, 410-2)을 통해 삽입될 수 있는데, 구체적으로 서로의 삽입부(312, 322)가 원통형 삽입구(400) 내에서 마주하도록 삽입되고, 각각의 안착부(314, 324)는 외/내측 원형 안착홈(410-1, 410-2) 각각에 안착되도록 형성될 수가 있다.

즉, 홀더(310)는 안착부(314)가 외측 원형 안착홈(410-1)에 안착되도록 브레이크 디스크 어셈블리(10)의 외측 방향에서 삽입되고, 홀더 너트(320)는 안착부(324)가 내측 원형 안착홈(410-2)에 안착되도록 브레이크 디스크 어셈블리(10)의 내측 방향에서 삽입될 수 있다.

여기서, 원통형 삽입구(400)와 외/내측 원형 안착홈(410-1, 410-2)은 각각 홀더(310) 및 홀더 너트(320)의 삽입부(312, 322)와, 안착부(314, 324)에 상응하는 직경으로 형성되어 홀더(310) 및 홀더 너트(320)가 끼워 맞춤 될 수 있다.

또한, 홀더(310)와 홀더 너트(320)의 안착부(314, 324) 두께는, 외/내측 원형 안착홈(410-1, 410-2)의 깊이와 동일하거나 깊이 보다 적은 두께를 형성할 수가 있다. 이를 통해 홀더(310)와 홀더 너트(320)의 안착부(314, 324)는 각각 외/내측 원형 안착홈(410-1, 410-2) 표면 이상으로 노출되지 않을 수 있고, 틈을 최소화 할 수 있다.

또한, 홀더(310)는 체결볼트(330)의 삽입 시 체결볼트(330)의 볼트머리(332)가 안착될 공간인 볼트 머리 안착홈(420)을 더 포함할 수 있다.

즉, 체결볼트(330)는 체결볼트(330)의 삽입 시 볼트머리(332)가 볼트 머리 안착홈(420)에 걸리어 홀더(310)의 이탈이 방지될 수 있다. 이때, 체결볼트(330)의 볼트머리(332) 두께는, 볼트 머리 안착홈(420)의 깊이와 동일하거나 깊이 보다 적은 두께를 형성할 수 있다.

이를 통해, 체결볼트(330) 또한 홀더(310)의 표면 이상으로 노출되지 않을 수 있고, 홀더(310)의 고정 역할을 하는 볼트머리(332)의 부식, 파손 등을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 디스크부(200)의 축 방향으로의 유동성에 대해 보다 향상된 효과를 나타내도록 홀더(310)와 홀더 너트(320)의 안착부(314, 324)에 있어서, 외/내측 원형 안착홈(410-1, 410-2)에 안착되는 안착면(314a, 324a)이, 마주하는 면과 0.5° 내지 1.5°의 각도(α)를 이루도록 경사면을 형성할 수 있다.

즉, 외/내측 원형 안착홈(410-1, 410-2)에 안착되는 홀더(310)와 홀더 너트(320)의 안착면(314a, 324a)은 수평면이 아닌 외측방향으로 갈수록 두께가 협소해지도록 경사면을 형성하는 것이다. 이를 통해 브레이크 작동 시 디스크부(200)에 발생되는 마찰열에 따라 디스크부(200)의 축 방향 팽창/수축에 보다 큰 자유도가 부여될 수 있다.

또한, 홀더(310)와 홀더 너트(320)는 각각 삽입부(312, 322)와 안착부(314, 324)간의 연결부 모서리에 경사방향으로 형성되는 언더컷 홈(500)이 마련될 수도 있다. 언더컷 홈(500)을 통해 디스크부(200)는 원심 반대 방향으로의 팽창, 원심 방향으로의 수축과 축 방향 팽창/수축에 보다 큰 자유도를 부여할 수 있다.

아울러, 홀더(310), 홀더 너트(320) 및 체결볼트(330)는 SCM435의 합금강 재질로 마련될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 한정되는 것은 아니며, 달리 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리(10)는, 종래의 직체결 구조의 축 디스크와 2700회 제동을 거쳐 열 크랙을 비교한 결과인 도 6을 참조하면, 열크랙 성능이 매우 뛰어남을 확인할 수 있다.

또한, 열 변형에 대한 내구성과, 제동 소음, 진동, 편제동, 스코링 현상, 토크 강도 향상 등에서 종래의 직체결 구조의 축 디스크보다 모두 뛰어남을 확인하였다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

10 : 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리
100 : 허브부
110 : 플랜지부
120 : 삽입홀
125 : 오일유동로
200 : 디스크부
210 : 체결부
215 : 응력분산홀
300 : 체결부재
310 : 홀더
312 : 삽입부
314 : 안착부
314a : 안착면
320 : 홀더 너트
322 : 삽입부
324 : 안착부
324a : 안착면
326 : 나사산
328 : 스프링 장착 홈
330 : 체결볼트
332 : 볼트머리
340 : 와셔
350 : 스프링
400 : 원통형 삽입구
400a, 400b : 반원통형 삽입구
410-1 : 외측 원형 안착홈
410-2 : 내측 원형 안착홈
410a, 410b : 반원형 안착홈
420 : 볼트 머리 안착홈
500 : 언더컷 홈
T : 테이퍼

Claims (1)

1. 차축이 삽입되며 양단에 플랜지부를 형성하는 허브부; 내주면에 체결부를 형성하여 상기 플랜지부 각각에 장착되는 디스크부 및 상기 플랜지부와 체결부 사이로 삽입되되 원주상을 따라 일정 간격을 두도록 삽입되어 허브부와 디스크부를 체결하는 복수의 체결부재를 포함하는 브레이크 디스크 어셈블리로서,
   상기 체결부재는,
   상기 브레이크 디스크 어셈블리의 외측부에서 플랜지부와 체결부 사이로 삽입되는 홀더;
   상기 홀더와 마주하도록 브레이크 디스크 어셈블리의 내측부에서 삽입되며, 내주면에는 나사산을 형성하는 홀더 너트;
   상기 브레이크 디스크 어셈블리 외측부에서 단부가 홀더를 관통하도록 홀더 너트로 삽입되되, 단부로부터 소정의 길이에는 나사산이 형성되어 홀더 너트와 체결되는 체결볼트 및
   상기 체결볼트의 단부에 구비되는 스프링을 포함하여,
   브레이크의 제동 시 발생되는 디스크부의 열 변형을 강제 구속하지 않아 자유 변형되도록 하되,
   상기 홀더와 홀더 너트는 각각,
   원통형 삽입부;와,
   상기 원통형 삽입부보다 큰 외주면을 형성하는 안착부;를 포함하며,
   상기 플랜지부와 체결부는 각각,
   반원통형 삽입구;와,
   상기 반원통형 삽입구 양단에서 반원통형 삽입구보다 큰 반경을 형성하는 반원형 안착홈;을 포함하여,
   상기 허브부에 대한 디스크부 장착 시에 형성되는 원통형 삽입구에서 상기 홀더와 홀더 너트의 삽입부가 서로 마주하도록 삽입되고,
   상기 허브부에 대한 디스크부 장착 시에 형성되는 외/내측 원형 안착홈 각각에 상기 홀더와 홀더 너트의 안착부가 안착되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스퍼 마운팅 구조의 브레이크 디스크 어셈블리.

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