KR100466354B1

KR100466354B1 - 브레이크패드의제조방법과장치

Info

Publication number: KR100466354B1
Application number: KR10-1998-0018864A
Authority: KR
Inventors: 김용웅
Original assignee: 주식회사 한국베랄
Priority date: 1998-05-25
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 2005-06-01
Also published as: KR19990086075A

Abstract

본 발명은 분말상 마찰재조성물(38)을 예비성형기의 예비성형 모울드조립체(10)에서 성형하여 마찰재예비성형물(42)을 얻고 이를 주프레스성형기(44)의 주성형모울드(48)에서 백플레이트(58)에 부착되는 마찰재(60)로 최종성형하여 브레이크패드(62)를 제조하는 브레이크패드의 제조장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라서, 상기 예비성형모울드조립체(10)가 다수의 모울드삽입체(12)를 갖는 상부모울드(16), 다수의 모울드저면수압판(18)을 갖는 하부모울드(20)와, 상기 상부모울드(16)와 상기 하부모울드(20)사이에 배치되며 다수의 모울드캐비티(22)를 갖는 중간모울드(28)로 구성되고, 주성형모울드(48)는 상기 중간모울드(28)의 상기 모울드캐비티(22)에 대응하는 모울드캐비티(46)를 가지고 각 모울드캐비티(46)내에는 동일 압력의 유압이 가하여지는 하부가압판(52)이 활동가능하게 삽입된다. 또한, 본 발명은 브레이크의 제조방법을 제공한다.

Description

브레이크패드의 제조방법과 장치

본 발명은 브레이크패드의 제조방법과 장치에 관한 것으로, 특히 백플레이트에 마찰재가 고정부착되는 브레이크패드가 마찰재의 예비성형단계와 마찰재를 최종 압착하여 백플레이트에 고정부착하는 주성형단계가 순환반복수행되어 마찰재의 외형크기와 압착강도가 일정하게 유지되면서 대량생산이 가능하도록 하는 브레이크패드의 제조방법과 장치에 관한 것이다.

일반적으로 디스크브레이크에 사용되는 브레이크패드는 판상의 마찰재와 이 마찰재가 고정부착되는 백플레이트로 구성된다. 마찰재는 분발상 마찰재 조성물을 가열가압하여 성형하고 그 성형물을 백플레이트에 최종적으로 압축하는 단계에서 고정부착시킨다. 이러한 일련의 과정, 즉 마찰재성형물의 예비성형과정과 마찰재성형물의 최종성형 및 백플레이트에 대한 고정부착과정은 별도의 프레스모울드에서 수행된다.

종래, 브레이크패드의 제조에 있어서는 분말상 마찰재조성물을 계량하여 저면에 하부가압판이 배치된 모울드 캐비티내에 공급한 후 상부가압판의 가압하에 모울드캐비티내에서 예비성형된 마찰재예비성형물을 하부가압판의 상승으로 모울드캐비티에서 인출한 후 이를 수동 도는 기계적인 수단을 이용하여 주프레스성형기로 이송한다. 마찰재예비성형물을 주프레스성형기의 모울드캐비티내에 삽입하고 상부면에 백플레이트를 공급하여 배치한 다음 상부가압판으로 백플레이트를 가압한 상태에서 모울드캐비티내의 하부가압판을 상승가압시킴과 동시에 가열하므로서 최종적으로 마찰재가 백플레이트에 고정부착된 브레이크패드를 얻는다. 여기에서 모울드캐비티는 그 평단면의 형상이 마찰재의 형상과 동일하게 되어 있으며 마찰재예비성형물을 얻는 예비성형기의 모울드캐비티는 최종 마찰재를 얻는 주프레스성형기의 모울드캐비티보다 작게 되어 있어 예비성형기에서 얻은 마찰재예비성형물을 주프레스성형기의 모울드캐비티내에 삽입시 원활한 삽입이 이루어질 수 있게 되어 있다.

이러한 종래의 브레이크패드의 제조단계에서는 예비성형기에서 하나씩 마찰재예비성형물을 얻고 작업자가 이를 손으로 주프레스성형기의 모울드캐비티에 삽입하는 과정을 거치게 된다. 따라서 작업률이 극히 저조하며 마찰재예비성형물을 손으로 주프레스성형기의 모울드캐비티에 삽입하여야 하므로 마찰재예비성형물이 주프레스성형기의 모울드캐비티에 원활하게 삽입될 수 있도록 마찰재예비성형물의 외주연과 모울드캐비티의 내주연사이의 간극이 필요이상 커져서 최종성형 후 마찰재의 크기가 균일하게 되지 아니한다.

이러한 문제점을 감안하여 예비성형기에서 성형된 마찰재예비성형물을 모았다가 다수의 모울드캐비티를 갖는 주프레스성형기에 공급하여 일괄 성형하는 방식이 제안된 바 있다. 이는 작업률이 개선되기는 하였으나 주프레스성형기의 모울드캐비티에는 마찰재예비성형물의 가열가압을 위하여 항시 일정온도로 가열되어 있는 상태에 있으므로 먼저 모울드캐비티에 삽입된 마찰재예비성형물과 나중에 삽입된 마찰재예비성형물의 가열온도차이가 달라져 최종 성형후 얻는 마찰재는 결국 상이한 성형조건에 의하여 성형된 결과를 가져오므로 마찰재의 물리적인 특성이 마찰재마다 다를 수 있다.

본 발명에 있어서는 종래의 이와 같은 문제점을 극복할 수 있는 브레이크패드의 제조장치와 방법을 제공한다.

본 발명의 주요목적은 마찰재의 외형크기와 압착강도등의 물리적인 특성이 마찰재마다 균일한 브레이크패드를 얻을 수 있는 브레이크패드의 제조장치와 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 마찰재의 예비성형단계와 주성형단계가 순환 반복수행되도록 하므로서 브레이크패드의 대량생산이 가능하도록 하는 브레이크패드의 제조장치와 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 분말상 마찰재조성물을 예비성형기의 예비성형 모울드조립체에서 성형하여 마찰재예비성형물을 얻고 이를 주프레스성형기의 주성형모울드에서 백플레이트에 부착되는 마찰재로 최종성형하여 브레이크패드를 제조하는 브레이크패드의 제조장치를 제공하는 바, 예비성형모울드조립체가 다수의 모울드삽입체를 갖는 상부모울드, 다수의 모울드저면수압판을 갖는 하부모울드와, 상기 상부모울드와 상기 하부모울드사이에 배치되며 다수의 모울드캐비티를 갖는 중간모울드로 구성되고, 주성형모울드는 상기 중간모울드의 상기 모울드캐비티에 대응하는 모울드캐비티를 가지고 각 모울드캐비티내에는 동일압력의 유압이 가하여지는 하부가압판이 활동가능하게 삽입됨을 특징으로 한다.

예비성형모울드조립체에 의한 예비성형시 하부모울드상에 중간모울드가 배치된 후 그 모울드캐비티에 분말상 마찰재조성물이 공급되고 이에 상기 상부모울드의 모울드삽입체가 삽입되어 가압된다.

상기 주성형모울드에는 상기 예비성형모울드조립체의 중간모울드가 이송배치되어 중간모울드로부터 마찰재예비성형물이 상기 주성형모울드의 모울드캐비티로 직접 공급된다.

또한, 본 발명은 브레이크패드의 제조방법을 제공하는 바, 분말상 마찰재조성형물 예비성형기의 예비성형 모울드조립체에서 예비성형하여 마찰재예비성형물을 얻고 이를 주프레스성형기로 이송하여 백플레이트에 부착되는 마찰재로 최종성형하여 브레이크패드를 제조하는 방법에 있어서, 이 방법이 예비성형모울드조립체가 공급되는 단계, 하부모울드상에 배치된 중간모울드의 모울드캐비티에 분말상 마찰재 조성물을 공급하는 단계, 중간모울드에 상부모울드를 결합하여 가압하는 마찰재예비성형단계, 중간모울드에서 예비성형된 마찰재예비성형물이 수용된 상태에서 중간모울드와 상부모울드를 하부모울드에서 상향분리하는 단계, 중간모울드를 주프레스성형기로 이송하는 단계, 중간모울드를 주성형모울드에 정렬시켜 마찰재예비성형물을 주성형모울드의 모울드캐비티로 공급하는 단계와, 마찰재예비성형물상에 백플레이트를 공급한 다음 주성형모울드의 모울드캐비티내의 마찰재예비성형물에 동일한 압력을 열간가압하여 마찰재를 최종성형하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다. 특히, 본 발명은 상기 단계들이 자동화설비에 의하여 연속 순환반복되게 수행 될 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 장치에 사용된 예비성형모울드조립체(10)를 보인 것으로, 이는 수직으로 다수의 모울드삽입체(12)가 상판(14)의 하측에 입설된 상부모울드(16), 모울드삽입체(12)와, 정렬되고 높이가 낮은 다수의 모울드저면수압판(18)을 갖는 하부모울드(20)와, 상부모울드(16)와 하부모울드(20)사이에 배치되어 사용되며 마찰재의 외형형상과 같은 평단면을 갖는 수개의 모울드캐비티(22)가 형성된 중간모울드동체(24)를 양측에서 측판(26)으로 고정한 중간모울드(28)로 구성된다. 상부모울드(16)의 모울드삽입체(12)에는 그 저면에 마찰재의 외형형상과 같은 평단면을 갖는 내마모성의 모울드상면가압판(30)이 부착되며, 이에 대응하는 하부모울드(20)의 모울드저면수압판(18)도 내마모성을 갖는 재질로 구성된다. 도시된 바와 같이 중간모울드(28)의 중간모울드동체(24)는 분할되어 있으며 각 부분에 상부모울드(16)와 하부모울드(20)를 정확히 배치하기 위한 인덱스공(32)이 형성되어 있으며 이에 대응하여 상부모울드(16)와 하부모울드(20)에는 각각 인덱스핀(34)(36)이 입설되어 있다.

도 2 - 도 5는 이러한 예비성형 모울드조립체(10)를 이용하여 마찰재예비성형물을 성형하는 과정을 보이고 있다. 도 2에서, 먼저 예비성형기(도시하지 않았음)상에 하부모울드(20)를 배치하고 이에 정렬되게 중간모울드(28)를 배치한다. 하부모울드(20)에 중간모울드(28)를 배치하였을 때에 중간모울드(28)의 모울드캐비티(22)는 그 저면이 하부모울드(20)의 모울드저면수압판(18)에 의하여 폐쇄된다. 이후에 개방되어 있는 중간모울드(28)의 모울드캐비티(22)의 상부로 계량된 분말상마찰재조성물(38)을 공급하고 이 모울드캐비티(22)의 상부로 모울드삽입체(12)가 삽입되게 상부모울드(16)를 정렬배치한다(도 3 참조). 이후 상부모울드(16)의 모울드삽입체(12)를 중간모울드(28)의 모울드캐비티(22)내에 삽입하고 예비성형기의 상부프레스판(40)으로 상부모울드(16)의 상판(14)을 가압하여 모울드캐비티(22)내에서 하부모울드(20)의 모울드저면수압판(18)과 상부모울드(16)의 모울드삽입체(12)의 저면, 즉 모울드상면가압판(30)사이에서 마찰재예비성형물(42)이 냉간중 가압성형 되게 한다(도 4).

이후, 상부프레스판(40)에 의한 가압과정을 중지하고 상부프레스판(40)을 상향이동시킨 다음 상부모울드(16)가 중간모울드(28)에 결합된 상태를 그대로 유지하면서 상부모울드(16)와 중간모울드(28)를 하부모울드(20)로부터 분리한다(도 5). 이때에 가압성형된 마찰재예비성형물(42)은 그대로 중간모울드(28)의 모울드캐비티(22)내에 잠정적으로 고정유지되어 있다. 이는 분말상마찰재조성물(38)이 가압성형시 측방향, 즉 모울드캐비티(22)의 내면에 대하여 수직인 측방향으로 성형압력이 가하여지기 때문이다.

이후에 상부모울드(16)와 중간모울드(28)는 결합된 상태 그대로 주프레스성형기로 이송된다.

주프레스성형기(44)는 도 6 - 도 11에서 보인 바와 같이 구성된다. 즉. 이 주프레스성형기(44)는 중간모울드(28)의 모울드캐비티(22)에 대응하는 모울드캐비티(46)를 갖는 주성형모울드(48)와 상부프레스가압판(50)으로 구성되며, 각 모울드캐비티(46)내에는 이 모울드캐비티(46)의 단면형상과 동일한 하부가압판(52)이 활동가능하게 삽입되어 있고 각 하부가압판(52)은 그 하측이 유압실린더(54)의 피스턴(56)에 착설되어 있다. 이들 각 유압실린더(54)는 공통의 유압소오스(도시하지 않았음)의 유압회로(57)에 연결되어 있어 이들 유압실린더(54)에는 공통의 유압소오스로부터 동일한 압력의 유압이 가하여질 수 있게 되어 있다. 또한 도시하지는 않았으나 주성형모울드(48)에는 마찰재예비성형물(42)을 가열할 수 있는 가열수단이 구비되어 있다.

이러한 주프레스성형기(44)에는 도 6에서 보인 바와 같이, 상부모울드(16)와 중간모울드(28)가 결합된 상태에서, 그리고 마찰재예비성형물(42)이 중간모울드(28)의 모울드캐비티(22)에 그대로 유지되어 있는 상태에서 마찰재예비성형물(42)의 이송공급과정이 이루어진다.

마찰재예비성형물(42)은 중간모울드(28)의 모울드캐비티(22)에 잠정적으로 고정되게 유지된 상태로 주성형모울드(48)에 공급된다. 중간모울드(28)는 그 모울드캐비티(22)가 주성형모울드(48)의 모울드캐비티(46)에 수직으로 정렬되게 이송되며, 이러한 과정은 자동화설비에 의하여 수행될 수 있다. 이때에 주성형모울드(48)의 모울드캐비티(46)에서는 하부가압판(52)이 상측으로 이동되어 중간모울드(28)로부터 마찰재예비성형물(42)을 공급받을 준비를 한다(도 7).

주성형모울드(48)에 중간모울드(28)가 정렬배치되었을 때에 자동화설비의 지그(도시하지 않았음)에 의해 상부모울드(16)가 가압되어 중간모울드(28)의 모울드캐비티(22)의 하측에 잠정고정되어 있던 마찰재예비성형물(42)이 주성형모울드(48)의 모울드캐비티(46)로 이송된다(도 8). 이후에 상부모울드(16)와 중간모울드(28)는 예비성형기로 반환이송되어 마찰재예비성형물의 성형을 준비한다.

마찰재예비성형물(42)이 공급된 주성형모울드(48)의 각 모울드캐비티(46)상부에는 백플레이트(58)가 공급된다(도 9). 이러한 백플레이트(58)의 공급도 역시 자동화 설비에 의하여 수행될 수 있다.

이와 같이, 주성형모울드(48)의 각 모울드캐비티(46)에 동시에 공급된 마찰재예비성형물(42)에 상기 언급된 바와 같이 백플레이트(58)가 공급된 후 주프레스성형기(44)의 상부프레스가압판(50)을 하강시켜 백플레이트(58)를 가압하고 유압실린더(54)를 작동시켜 동시에 각 하부가압판(52)을 상향가압하여 마찰재예비성형물을 열간가압하므로서 백플레이트(58)에 최종성형된 마찰재(60)가 부착된 브레이크패드(62)가 성형완성된다. 이후 상부프레스가압판(50)을 상향분리하고 동시에 주성형모울드(48)의 각 모울드캐비티(46)에서 하부가압판(52)을 상향이동시켜 모울드캐비티(46)에서 마찰재(60)를 탈형시킨다(도 11). 이와 같이 본 발명에 따라 제조된 브레이크패드(62), 즉 마찰재(60)와 백플레이트(58)로 구성된 브레이크패드가 도 12에 예시적으로 도시되어 있다. 도 12에서 보인 브레이크패드(62)는 그 자체로서 완성된 것은 아니며, 필요에 따라 마찰재(60)의 마찰면을 슬리트로 분할하거나 선단 및 후단변부에 경사면을 형성하는 등 후속가공단계가 수행 될 수 있다.

도 13은 본 발명의 제조과정을 설명한 순환흐름도이다. 이 흐름도에서 본 발명에 따른 방법의 단계들이 설명될 것이다. 이후 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 브레이크패드이 제조방법은 예비성형기에서 수행되는 단계들과 주프레스성형기에서 수행되는 단계들로 구성된다.

예비성형기에서, 이에 예비성형모울드조립체(10)가 공급된다(단계 100). 이미 언급된 바와 같이 예비성형모울드조립체(10)의 공급단계(100)에서는 먼저 하부모울드(20)와 중간모울드(28)가 공급되고, 중간모울드(28)에 분말상 마찰재조성물(38)이 공급된다(단계 101). 분말상 마찰재조성물(38)이 중간모울드(28)에 공급된 후에 이에 상부모울드(16)가 결합되고 상부프레스판(40)에 의하여 가압되는 마찰재예비성형단계(102)가 수행된다.

마찰재예비성형단계(102)이후에 상부모울드(16)와 중간모울드(28)가 결합되고 중간모울드(28)의 모울드캐비티(22)에 예비성형된 마찰재예비성형물(42)이 그대로 수용된 상태에서 상부모울드(16)와 중간모울드(28)를 상부로 상향이동시켜 하부모울드(20)를 분리한다(단계 103). 이어서 상부모울드(16)와 마찰재예비성형물(42)이 수용되어 있는 중간모울드(28)를 주프레스성형기(44)로 이송한다(단계 104). 이후에 중간모울드(28)의 모울드캐비티(22)와 주성형모울드(48)의 모울드캐비티(46)를 상하수직으로 정렬시킨 후 중간모울드(28)에 대하여 상부모울드(16)를 하향가압하여 마찰재예비성형물(42)을 주성형모울드(48)의 모울드캐비티(46)에 공급하고(단계 105), 중간모울드(28)와 상부모울드(16)를 분리이송한 후 마찰재예비성형물(42)상에 백플레이트(58)를 공급한다(단계 106). 이러한 백플레이트(58)의 공급후 주성형모울드(48)상에 상부프레스가압판(50)을 하강배치하여 가압하는 상태에서 주성형모울드(48)의 각 모울드캐비티(46)의 하부가압판(52)에 공통유압소오스로부터의 동일한 압력을 가하면서 열간가압하는 주프레스성형단계(107)가 수행된다. 최종적으로 성형완성된 브레이크패드(62)를 수거한다(단계 108).

이러한 본 발명 방법의 전 과정은 순환반복되며, 이 과장에서 예비성형기에서 주프레스성형기로 이송되는 상부 및 중간모울드는 마찰재예비성형물을 주성형모울드에 공급후 예비성형기로 반환된다. 또한 이러한 전과정은 자동화설비에 의하여 연속반복순환되어 물리적 특성이 균일한 브레이크패드의 대량생산이 가능하다.

이와 같이 본 발명은 예비성형단계와 주성형단계를 거처 분말상마찰재조성물이 마찰재예비성형물로 1차 성형된 후 주성형단계에서 브레이크패드의 마찰재가 완성되는 것으로, 다수의 마찰재예비성형물을 주성형단계에 일괄되게 이송하여 이들을 동일한 성형조건은 최종성형하므로서 물리적인 특성이 균일한 브레이크패드의 양산이 이루어질 수 있다.

도 1 은 본 발명의 장치에 사용된 예비성형 모울드조립체의 분해사시도.

도 2 - 도 5 는 예비성형과정을 보인 단면도.

도 6 - 도 11 은 주성형과정을 보인 단면도.

도 12 는 본 발명에 따라 제조된 브레이크패드의 사시도.

도 13 은 본 발명의 제조과정을 설명한 흐름도.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

10 ··· 예비성형 모울드조립체 12 ··· 모울드삽입체

16 ··· 상부모울드 18 ··· 모울드저면수압판

20 ··· 하부모울드 22 ··· 모울드캐비티

28 ··· 중간모울드 38 ··· 분말상 마찰재조성물

42 ··· 마찰재예비성형물 44 ··· 주프레스성형기

46 ··· 모울드캐비티 48 ··· 주성형모울드

52 ··· 하부가압판 58 ··· 백플레이트

60 ··· 마찰재 62 ··· 브레이크패드

Claims

분말상 마찰재조성물(38)을 예비성형기의 예비성형 모울드조립체(10)에서 성형하여 마찰재예비성형물(42)을 얻고 이를 주프레스성형기(44)의 주성형모울드(48)에서 백플레이트(58)에 부착되는 마찰재(60)로 최종성형하여 브레이크패드(62)를 제조하는 브레이크패드의 제조장치에 있어서, 상기 예비성형모울드조립체(10)가 다수의 모울드삽입체(12)를 갖는 상부모울드(16), 다수의 모울드저면수압판(18)을 갖는 하부모울드(20)와, 상기 상부모울드(16)와 상기 하부모울드(20)사이에 배치되며 다수의 모울드캐비티(22)를 갖는 중간모울드(28)로 구성되고, 주성형모울드(48)는 상기 중간모울드(28)의 상기 모울드캐비티(22)에 대응하는 모울드캐비티(46)를 가지고 각 모울드캐비티(46)내에는 동일압력의 유압이 가하여지는 하부가압판(52)이 활동가능하게 삽입됨을 특징으로 하는 브레이크패드의 제조장치.
제1항에 있어서, 예비성형모울드조립체(10)에 의한 예비성형시 하부모울드(20)상에 중간모울드(28)가 배치된 후 그 모울드캐비티(22)에 분말상 마찰재조성물(38)이 공급되고 이에 상기 상부모울드(16)의 모울드삽입체(12)가 삽입되어 가압됨을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 주성형모울드(48)에는 상기예비성형모울드조립체(10)의 중간모울드(28)가 이송배치되어 중간모울드(28)로부터 마찰재예비성형물(42)이 상기 주성형모울드(48)의 모울드캐비티(46)로 직접 공급됨을 특징으로 하는 장치.
분말상 마찰재조성물(38)을 예비성형기의 예비성형 모울드조립체에서 예비성형하여 마찰재예비성형물(42)을 얻고 이를 주프레스성형기로 이송하여 백플레이트 (58)에 부착되는 마찰재(60)로 최종성형하여 브레이크패트(62)를 제조하는 브레이크 패드의 제조방법에 있어서, 이 방법이 예비성형모울드조립체가 공급되는 단계, 하부모울드상에 배치된 중간모울드의 모울드캐비티에 분말상 마찰재조성물을 공급하는 단계, 중간모울드에 상부모울드를 결합하여 가압하는 마찰재예비성형단계, 중간모울드에서 예비성형된 마찰재예비성형물이 수용된 중간모울드와 상부모울드를 하부모울드에서 상향분리하는 단계, 중간모울드를 주 프레스성형기로 이송하는 단계, 중간모울드를 주성형모울드에 정렬시켜 마찰재예비성형물을 주성형모올드의 모울드캐비티로 공급하는 단계와, 마찰재예비성형물상에 백플레이트를 공급한 다음 주성형모울드의 모울드캐비티내의 마찰재예비성형물에 동일한 압력을 열간 가압하여 마찰재를 최종성형하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 브레이크패드의 제조방법.