KR100507509B1 - 차량용 브레이크 디스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

차량용 브레이크 디스크 제조방법이 개시된다. 개시된 차량용 브레이크 디스크 제조방법은, (a) 차량용 디스크 브레이크용 디스크 상에 다수의 삽입구멍이 형성되도록 한 디스크용 주조금형을 제작하는 단계와; (b) 상기 삽입구멍에 끼어질 수 있도록 상기 삽입구멍에 맞는 발포금속을 제조하는 단계와; (c) 상기 발포금속을 상기 삽입구멍에 결합하는 단계와; (d) 상기 디스크와 상기 차량의 차축을 연결하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 디스크에 발포금속을 결합하여 제조함으로써, 디스크 브레이크의 마찰에 의해 발생하는 발열 및 소음을 저감할 수 있어 차량의 NVH성능을 향상시킬 수 있고, 상품성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

차량용 브레이크 디스크 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING BRAKE DISC IN VEHICLE}

본 발명은 차량용 브레이크 디스크 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발포금속을 이용하여 브레이크 디스크의 발열 및 소음을 저감하기 위한 차량용 브레이크 디스크 제조방법에 관한 것이다.

최근에 자동차가 고속화됨에 따라 드럼식보다는 방열과 열 변형에 의한 제동력 저하가 적은 디스크 브레이크가 많이 사용되고 있으며, 특히 앞쪽 브레이크는 거의가 디스크 브레이크(부동 캘리퍼)를 사용하고 있다.

상기한 디스크 브레이크는 도 1에 도시된 바와 같이, 바퀴와 함께 회전하는 브레이크 디스크의 양쪽에 설치된 패드(11)에 의해 제동된다. 그리고 상기 패드(11)의 바깥쪽에 있는 하우징을 캘리퍼(12)라고 한다. 이 캘리퍼(12)에는 피스톤(13)과 오일 통로가 있어 마스터 실린더에서 발생한 오일의 압력에 의해 피스톤(13)을 패드(11) 쪽으로 밀어 디스크(15)에 압착하고, 또 그 반력으로 캘리퍼(12)가 반대 방향으로 움직여 반대쪽 패드(12)로 압착시켜 제동력을 얻도록 되어 있다.

또한 벤틸레이티드(ventilated) 디스크 브레이크는, 도면에는 도시하지는 않았지만, 열은 브레이크와 제동력을 방해하는 큰 요인이므로 디스크 브레이크의 방열성을 보다 좋게 해준다. 이것은 디스크의 주위에 여러 개의 구멍을 뚫은 것으로 디스크의 표면적을 크게 하여 방열을 촉진시켜 준다. 이 디스크는 주조로 이루어진다.

도 1에서 설명되지 않은 참조부호 14는 실린더를 나타내 보인 것이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 차량용 디스크 브레이크에서는 제동시 패드(11)와 디스크(15)의 마찰로 인해 소음이 발생하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 냉각을 위해 디스크(15) 상에 형성한 열발산을 위한 홈이 마찰에 의해 발생하는 소음을 증폭시키는 역할을 하게 된다. 이러한 소음은 운전을 하는 운전자에게 불쾌감을 줄뿐만 아니라, 차량 옆을 지나가는 보행자에게도 큰 불쾌감을 주게된다.

그리고 브레이크 시스템은 회전하는 로터를 마찰에 의해 강제적으로 정지시킴으로 해서 운동에너지를 열에너지로 변환시키는 방식을 취하고 있다. 이러한 방식에 의해 디스크 브레이크에서 패드(11)와 디스크(15)사이의 마찰에 의해 열이 발생하고, 이 열이 과도하게 발생하게 되면 제동력 저하의 원인이 되고, 브레이크의 스펀지 현상, 베이퍼 록 현상이 발생하게 되는 원인이 된다.

또한 마찰재와 디스크(15)의 열적 변형이 일어날 수 있는 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 발포금속의 특성을 이용하여 디스크 브레이크의 발열 및 소음 성능을 향상시키도록 한 차량용 브레이크 디스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 브레이크 디스크 제조방법은, (a) 차량용 디스크 브레이크용 디스크 상에 다수의 삽입구멍이 형성되도록 한 디스크용 주조금형을 제작하는 단계와; (b) 상기 삽입구멍에 끼어질 수 있도록 상기 삽입구멍에 맞는 발포금속을 제조하는 단계와; (c) 상기 발포금속을 상기 삽입구멍에 결합하는 단계와; (d) 상기 디스크와 상기 차량의 차축을 연결하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3에는 본 발명에 따른 차량용 브레이크 디스크 제조방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 브레이크 디스크 제조방법은, 우선, 도 4에 도시된 바와 같이, 차량용 디스크 브레이크용 (벤틸레이티드)디스크(20) 상에 다수의 삽입구멍(21)이 형성되도록 한 디스크용 주조금형을 제작한다.(단계 110)

상기 디스크(20)의 삽입구멍(21)은 디스크(20)의 방사상으로 다수개 형성된다.

이어서, 상기 디스크(20)의 삽입구멍(21)에 끼어질 수 있도록 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 디스크(20)의 삽입구멍(21)에 맞는 발포금속으로 이루어진 발포금속부재(30)를 제조한다.(단계 120)

그리고 상기와 같이 제조된 발포금속부재(30)를 상기 디스크(20)의 삽입구멍(21)에 결합한다.(단계 130)

그러면, 도 6에 도시된 바와 같이 디스크(20)가 완성되면, 차량의 차축과 이를 연결한다.(단계 140)

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 브레이크 디스크 제조방법은, 발포금속의 특성을 이용하여 브레이크의 발열 및 소음 성능을 향상시키기 위한 것이다.

상기 발포금속부재(30)는 발포금속으로 이루어져 있어 이 발포금속의 기공이 있어 소음의 흡음 성능이 뛰어나고, 마찬가지 이유로 열 전도성도 뛰어난 소재이다.

따라서 이러한 발포금속을 활용하여 디스크브레이크에서 생길 수 있는 문제점 예컨대, 불쾌감, 스펀지현상, 베이퍼 록현상 등의 문제점을 해소한다.

그리고 상기 발포금속을 이용함으로써, 브레이크 디스크에서 발생하는 소음과 열을 최소화 및 최대한 쉽게 발산할 수 있다.

한편, 본 발명은, 디스크 식 브레이크에만 적용 될 수 있지만, 최근 들어 자동차의 브레이크 형식이 운전 중 제동시 하중을 많이 받는 전륜에는 브레이킹 성능이 좋은 디스크 브레이크를, 후륜에은 상대적으로 제동성능이 떨어지는 드럼식 브레이크를 사용한다.

하지만, 고급차로 갈수록 전후륜 모두 디스크식 브레이크를 사용하고 있다. 디스크식 브레이크의 사용이 많아짐으로 해서 전술한 바 있는 종래 기술의 문제점들이 많이 발생하게 된다.

따라서 본 기술에 제시한 발포금속을 이용한 디스크식 브레이크에 발포금속을 사용하여 열 및 소음 저감 기법은 그 활용도가 더욱 커질 수 있다.

다른 한편으로, 상기한 발포금속의 일 예로 발포 알루미늄의 흡음 구조 및 원리를 개략적으로 설명한다.

발포 알루미늄은 독립구조의 집합이지만 이 격막에 압축가공 등의 수단에 의해 미세한 균열을 발생시켜서 기포가 서로 통하도록 하여 통기성 다공성체로서 높은 흡음 효과를 나타낸다. 통기성 발포 알루미늄에 셀 구조의 파면과의 마찰로 음파가 열적 에너지로 변환되어 다공질 재료 특유의 흡음 효과, 공병흡음 효과 등이 있다.

또한 강병 사이의 공기 측의 두께 등의 선택으로 광범위한 주파수 대역에 높은 흡음 효과를 나타내고, 발포 알루미늄은 종래의 곤란한 저주파지역에서 흡음 효과가 뛰어나므로 일반적인 소음대책으로 활용이 가능하다.

도 7에는 이와 같은 발포 알루미늄의 주파수에 따른 흡음 효율을 나타내 보인 그래프이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 브레이크 디스크 제조방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

디스크에 발포금속을 결합하여 제조함으로써, 디스크 브레이크의 마찰에 의해 발생하는 발열 및 소음을 저감할 수 있어 차량의 NVH성능을 향상시킬 수 있고, 상품성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 일반적인 차량용 브레이크 디스크의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2는 디스크 브레이크를 설명하기 위해 나타내 보인 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 브레이크 디스크 제조방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 브레이크 디스크 제조방법에 적용되는 디스크의 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 차량용 브레이크 디스크 제조방법에 적용되는 발포금속부재의 사시도.

도 6은 도 4와 도 5를 결합한 결합 사시도.

도 7은 발포 알루미늄의 주파수에 따른 흡음 효율을 나타내 보인 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20. 디스크

21. 삽입구멍

30. 발포금속부재

Claims (2)

1. (a) 차량용 디스크 브레이크용 디스크 상에 다수의 삽입구멍이 형성되도록 한 디스크용 주조금형을 제작하는 단계와;

   (b) 상기 삽입구멍에 끼어질 수 있도록 상기 삽입구멍에 맞는 발포금속을 제조하는 단계와;

   (c) 상기 발포금속을 상기 삽입구멍에 결합하는 단계와;

   (d) 상기 디스크와 상기 차량의 차축을 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 디스크 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 삽입구멍은 상기 디스크의 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 디스크 제조방법.