KR-102959461-B1 - Dust removal system for drum brake

Abstract

브레이크 후드럼 분진제거시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 후드럼 분진제거시스템은, 드럼(drum), 백킹 플레이트(backing plate), 브레이크 슈(brake shoe) 및 휠 실린더(wheel cylinder)를 포함하는 드럼브레이크에 장착되는 분진제거시스템으로서, 상기 백킹 플레이트와 드럼이 서로 인접하는 부분에 형성되고, 드럼 내부에서 생성되는 분진이 외부로 누출되는 것을 방지하는 구조의 밀폐결속부; 상기 백킹 플레이트의 일측에 장착되고, 백킹 플레이트와 드럼에 의해 형성되는 내부 공간과 연통하는 구조이며, 드럼 내부에서 생성되는 분진을 외부로 배출하는 분진배출부; 및 상기 분진배출부에 음압을 제공하고, 분진배출부를 통해 배출되는 분진을 포집하여 저장하는 분진포집부;를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.

Inventors

• 김봉갑
• 김주영

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20251223

Claims (5)

1. 드럼(drum), 백킹 플레이트(backing plate), 브레이크 슈(brake shoe) 및 휠 실린더(wheel cylinder)를 포함하는 드럼브레이크에 장착되는 분진제거시스템으로서, 상기 백킹 플레이트와 드럼이 서로 인접하는 부분에 형성되고, 드럼 내부에서 생성되는 분진이 외부로 누출되는 것을 방지하는 구조의 밀폐결속부(110); 상기 백킹 플레이트의 일측에 장착되고, 백킹 플레이트와 드럼에 의해 형성되는 내부 공간과 연통하는 구조이며, 드럼 내부에서 생성되는 분진을 외부로 배출하는 분진배출부(120); 및 상기 분진배출부(120)에 음압을 제공하고, 분진배출부(120)를 통해 배출되는 분진을 포집하여 저장하는 분진포집부(130); 를 포함하고, 상기 밀폐결속부(110)는, 상기 백킹플레이트의 최외각 테두리를 따라 연속적으로 형성되고, 드럼의 외주면 일부를 소정 폭만큼 감싸는 형태로 연장된 리브 구조의 제1밀폐리브(111); 상기 백킹플레이트의 일측면에 소정 높이만큼 돌출 형성되고, 드럼과 서로 인접하는 위치에 형성되며, 제1밀폐리브(111)와 소정 간격 이격되어 제1밀폐리브(111)와 평행한 형태로 연속적으로 연장된 리브 구조를 형성하며, 제1밀폐리브(111)와 함께 소정 깊이의 그루브를 형성하는 제2밀폐리브(112); 상기 드럼의 일단부에 일체형 구조로 형성되고, 제1밀폐리브(111)와 제2밀폐리브(112)에 의해 형성되는 그루브에 배치되며, 드럼의 회전에 의해 그루브를 따라 위치변경되고, 백킹플레이트의 표면과 평행한 가상의 절단면으로 보았을 때 링 구조인 제1밀폐링(113); 및 상기 드럼의 일단부에 일체형 구조로 형성되고, 제1밀폐링(113)과 소정 간격 이격되어 형성되며, 제1밀폐링(113)과 평행한 구조이며, 백킹플레이트의 표면과 평행한 가상의 절단면으로 보았을 때 링 구조이고, 제1밀폐링(113)과 함께 제2밀폐리브(112)를 감싸는 구조를 형성하는 제2밀폐링(114); 을 포함하고, 상기 분진배출부(120)는, 상기 백킹 플레이트에 형성되고, 브레이크 슈와 드럼이 맞닿는 위치에 다수 형성되며, 드럼 내부 원주 방향으로 복수 개가 형성되고, 브레이크 슈가 드럼 내주면을 가압하는 구간의 하류 측에 배치되고, 드럼 내부에서 생성되는 분진이 분진유동관(122)으로 배출될 수 있는 통로를 형성하는 분진흡입구(121); 상기 분진흡입구(121)에 장착되고, 드럼 내부와 연통하는 배관구조이며, 소정 길이만큼 연장되어 차량의 일측면에 장착되는 분진유동관(122); 을 포함하고, 상기 분진포집부(130)는, 상기 분진유동관(122) 내부에 음압을 형성하고, 드럼브레이크의 브레이크 슈 작동과 함께 작동하는 흡입펌프유닛(131); 및 상기 분진유동관(122)을 통해 배출되는 분진을 포집하여 저장하고, 분진이 제거된 공기를 정화하여 외부로 배기하는 분진필터유닛(132); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 후드럼 분진제거시스템.
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Description

브레이크 후드럼 분진제거시스템{Dust removal system for drum brake} 본 발명은 브레이크 후드럼 분진제거시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 드럼브레이크 내부에서 발생되는 분진을 효과적으로 제거할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 드럼브레이크는 오토바이, 소형 승용차, 상용차 및 산업용 운송수단 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 구조가 단순하고 제동력이 안정적이라는 이유로 여전히 중요한 제동 수단으로 활용되고 있다. 그러나 드럼브레이크는 제동 과정에서 브레이크 슈와 드럼 사이의 마찰에 의해 필연적으로 분진이 발생하는 구조적 특성을 가지며, 이 분진은 드럼 내부 공간에 지속적으로 축적되는 경향이 있다. 이와 같이 드럼 내부에 축적되는 분진은 제동 성능 저하의 원인이 되며, 브레이크 응답 지연, 제동력 불균형, 소음 증가 등의 문제를 야기한다. 특히 분진이 일정 수준 이상 축적될 경우 브레이크 슈의 복귀 동작이 원활하지 않게 되어, 주행 중 지속적인 마찰 상태가 발생하거나 과열 현상이 유발될 수 있다. 종래의 드럼브레이크 구조는 백킹 플레이트와 드럼 사이에 명확한 밀폐 구조가 형성되어 있지 않아, 드럼 내부에서 발생된 분진이 회전력과 원심력에 의해 외부로 쉽게 누출되는 문제가 있다. 이로 인해 주행 중 분진이 외부 대기로 비산되어 대기 환경을 오염시키는 원인이 되며, 특히 도심 주행 환경이나 밀폐된 공간에서는 미세분진 문제를 더욱 심화시키는 요인이 된다. 또한 드럼브레이크는 차량의 하부 또는 차체 인접 부위에 장착되는 경우가 많아, 드럼에서 누출된 분진이 인접한 현가장치, 구동계 부품, 센서류, 전자제어장치 등에 직접적으로 부착되는 문제가 있다. 이러한 분진 부착은 기계적 마모를 가속시키거나 전기적 접점 불량, 센서 오작동 등을 유발하여 차량 전체의 신뢰성을 저하시키는 원인이 된다. 일부 종래 기술에서는 드럼 내부의 분진 문제를 해결하기 위하여 단순한 커버 구조나 부분적인 차폐판을 적용한 사례가 있으나, 이러한 구조는 드럼과 백킹 플레이트 사이의 미세한 틈새를 완전히 차단하지 못하여 실질적인 분진 누출 방지 효과를 제공하지 못한다. 또한 커버 구조는 드럼의 회전에 따른 상대 운동을 고려하지 않아 마찰이나 변형이 발생하는 문제도 있다. 또 다른 종래 기술로는 브레이크 분진을 외부로 배출하기 위한 통풍구 또는 배출공을 형성하는 방식이 제안된 바 있다. 그러나 이러한 방식은 분진을 능동적으로 제거하지 못하고 단순히 배출 경로만 제공하는 수준에 불과하여, 주행 환경이나 풍속 조건에 따라 분진이 오히려 차량 외부로 확산되는 문제를 야기한다. 특히 종래 기술에서는 드럼브레이크 작동과 연동하여 분진을 흡입하거나 포집하는 구조가 거의 고려되지 않았으며, 별도의 흡입 장치가 적용되더라도 설치 공간 문제, 배관 간섭, 유지보수 불편 등의 이유로 실질적인 적용에 한계가 있었다. 이로 인해 분진 제거 시스템이 차량 설계 단계에서 적극적으로 채택되지 못하는 문제가 있다. 또한 기존의 분진 제거 관련 기술들은 디스크 브레이크를 중심으로 개발되어 있어, 드럼브레이크 특유의 밀폐 구조, 회전 특성, 내부 공간 제약을 충분히 반영하지 못하는 문제가 있다. 이로 인해 드럼브레이크에 그대로 적용할 경우 성능 저하 또는 구조적 간섭이 발생하는 문제가 있다. 결과적으로 종래의 드럼브레이크 구조 및 분진 관리 기술은 분진의 발생 자체를 전제로 하면서도 이를 효과적으로 밀폐, 유도, 포집하는 통합적인 시스템을 제공하지 못하고 있으며, 대기 환경 오염 문제와 차량 부품 오염 문제를 동시에 해결하지 못하는 한계를 가진다. 이와 같은 종래 기술의 실태와 문제점에 비추어 볼 때, 드럼브레이크 내부에서 발생되는 분진이 외부로 누출되는 것을 구조적으로 차단하면서, 발생된 분진을 능동적으로 흡입·배출하고 포집하여 저장할 수 있는 새로운 형태의 브레이크 후드럼 분진제거시스템이 요구되며, 본원발명은 바로 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한다. 도 1은 종래기술에 따른 드럼브레이크를 나타내는 분해조립도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 후드럼 분진제거시스템을 나타내는 모식도이다. 도 3은 도 2의 A부분 확대도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 후드럼 분진제거시스템을 나타내는 블록구성도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 후드럼 분진제거시스템을 나타내는 사진이다. 이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우 뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 후드럼 분진제거시스템을 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 A부분 확대도가 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 후드럼 분진제거시스템을 나타내는 블록구성도가 도시되어 있다. 이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 브레이크 후드럼 분진제거시스템(100)은 특정 구조의 밀폐결속부(110), 분진배출부(120) 및 분진포집부(130)를 구비함으로써, 드럼브레이크 작동 시 마찰에 의해 발생되는 분진을 효과적으로 흡입하여 외부로 포집 처리할 수 있어, 운송수단 운행 중 드럼브레이크 작동에 의해 분진이 발생하여 대기 환경을 오염시키는 문제를 해결할 수 있고, 분진 발생에 의해 드럼브레이크와 인접하여 장착되는 또 다른 기계장치 및 전자장치가 오염되거나 손상되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다. 이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 브레이크 후드럼 분진제거시스템(100)을 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명한다. 밀폐결속부(110)의 구체적인 설명 밀폐결속부(110)는 드럼브레이크의 백킹 플레이트와 드럼이 서로 인접하는 경계 영역에 배치되어, 드럼 내부에서 발생되는 분진이 외부로 누출되는 것을 구조적으로 차단하기 위한 핵심 구성이다. 종래 드럼브레이크에서는 해당 경계 부위가 개방되거나 단순 맞물림 구조로 형성되어 분진이 회전력과 원심력에 의해 쉽게 외부로 배출되는 문제가 있었으나, 밀폐결속부(110)는 이러한 누출 경로 자체를 차단하는 방향으로 설계된다. 밀폐결속부(110)는 백킹 플레이트의 최외각 테두리를 따라 연속적으로 형성되는 리브 구조를 기반으로 하여, 드럼의 외주면 일부를 감싸는 형태로 배치된다. 이와 같은 연속 리브 구조는 분진이 특정 지점으로 집중되어 누출되는 것을 방지하고, 원주 방향 전체에서 균일한 밀폐 성능을 제공함으로써 드럼 회전 중에도 안정적인 차단 효과를 유지할 수 있다. 또한 밀폐결속부(110)는 단일 차폐 요소가 아닌, 서로 이격된 복수의 밀폐 리브와 이들 사이에 형성되는 그루브 구조를 포함함으로써 다중 차단 효과를 제공한다. 이와 같은 구조는 분진이 1차적으로 리브에 의해 차단된 이후에도 잔존 이동 경로가 반복적으로 차단되도록 유도하여, 미세 분진까지 효과적으로 억제할 수 있는 구조적 이점을 가진다. 밀폐결속부(110)는 드럼의 회전 특성을 고려하여 상대 운동에 따른 마찰이나 간섭이 최소화되도록 구성되며, 드럼과 백킹 플레이트 사이의 간극 변화에도 대응할 수 있도록 설계된다. 이를 통해 주행 중 발생하는 진동, 열 팽창, 편심 등에 의한 밀폐 성능 저하를 방지할 수 있으며, 장기간 사용 시에도 안정적인 기능을 유지할 수 있다. 결과적으로 밀폐결속부(110)는 드럼브레이크 내부에서 발생되는 분진이 외부 대기로 직접 확산되는 종래 기술의 문제점을 근본적으로 개선하는 역할을 수행하며, 이후 단계에서 분진배출부와 분진포집부가 효과적으로 작동할 수 있는 전제 조건을 형성한다. 이를 통해 분진 관리의 시작점을 구조적으로 통제함으로써, 브레이크 후드럼 분진제거시스템 전체의 성능과 신뢰성을 향상시키는 핵심 구성으로 기능한다. 제1밀폐리브(111)의 구체적인 설명 제1밀폐리브(111)는 백킹플레이트의 최외각 테두리를 따라 원주 방향으로 연속 형성되어, 드럼과 백킹플레이트가 인접하는 경계에서 분진 누출의 1차 차단선을 형성하는 구성이다. 드럼브레이크는 드럼 내부에서 브레이크 슈와 드럼의 마찰로 분진이 지속적으로 발생하고, 이 분진이 회전력과 원심력에 의해 외주 방향으로 밀려나려는 경향이 강한데, 제1밀폐리브(111)는 이러한 이동 경로가 가장 먼저 접하는 위치에서 분진의 외부 이탈을 억제하도록 배치된다. 제1밀폐리브(111)가 백킹플레이트의 원주를 따라 끊김 없이 이어지는 구조를 가지면, 특정 지점의 틈새로 분진이 집중 누출되는 종래 실태가 억제되어 누출 편차가 줄어드는 효과가 있다. 제1밀폐리브(111)는 드럼의 외주면 일부를 감싸는 방향으로 연장된 리브 구조를 가지며, 단순히 평면 가장자리에 턱을 세우는 수준을 넘어 드럼 외주면을 따라 분진이 빠져나갈 수 있는 통로 자체를 길게 만들도록 설계되는 것이 바람직하다. 제1밀폐리브(111)가 드럼 외주면을 감싸는 형태를 형성하면, 드럼 내부에서 분진이 경계부로 접근하더라도 즉시 외부로 방출되지 않고 제1밀폐리브(111) 내측에 머무르거나 재순환되는 경향이 커진다. 이때 제1밀폐리브(111)의 형상은 드럼 회전에 따른 상대 운동을 전제로 하여, 드럼 외주면과의 간섭을 최소화하면서도 경계부의 유효 개구를 줄이는 방향으로 구성되는 것이 중요하다. 제1밀폐리브(111)는 백킹플레이트에 일체로 형성되거나, 백킹플레이트에 체결되는 별도 링형 부재로 구현될 수 있으며, 차량 운용 환경에서 반복되는 진동과 열변형을 고려하여 형상 안정성이 확보되는 구조가 채택된다. 예를 들어 프레스 성형된 백킹플레이트의 외곽 플랜지에 제1밀폐리브(111)를 일체 성형하면 부품 수를 줄이면서도 원주 방