KR101348741B1 - 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단조공법으로 푸쉬 로드를 제조하되, 특히 반타발 방식으로 복수의 고정용 요홈을 한 번에 형성한 다음 타발되지 않은 부분을 절삭하여 푸쉬 로드를 완성함으로써, 고정용 요홈을 보다 정교하게 형성할 수 있도록 한 것이다. 특히, 본 발명은 고정용 요홈을 형성함에 있어서, 그 바닥면의 단면 형상이 헤드부의 중심점을 기준으로 하는 원호 형상으로 형성함으로써, 푸쉬 로드가 장착되는 실린더의 돌기 형상과 유사하게 형성하여 누설되는 작동유를 최소화할 수 있도록 한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드의 제조방법은, 원재를 준비하는 제1단계; 적어도 한번 단조가공하여 일단으로부터 길이방향으로 나사산 성형구멍을 형성하는 제2단계; 상기 원재의 타단에 적어도 한번 단조가공하여 나사산 성형구멍이 형성된 축부보다 넓은 직경을 갖는 헤드부를 일체로 단조가공하는 제3단계; 상기 헤드부의 테두리 부분에 미리 정해진 간격으로 복수의 고정용 요홈을 축부에서 헤드부측으로 단조하여 형성하되, 완성품의 두께보다 두껍고 헤드부의 두께보다 얇도록 반타발 방식으로 형성하는 제4단계; 및 이 외부로 노출되도록, 이 고정용 요홈이 형성되지 않은 헤드부의 윗면을 절삭하여 정해진 완성품의 두께로 가공하여 완성품을 형성하는 제5단계;를 포함한다.

Description

자동차의 브레이크용 푸쉬 로드의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF PUSH ROD FOR BREAK OF VEHICLE}

본 발명은 브레이크용 푸쉬 로드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단조를 통해 푸쉬 로드를 제작하면서 특히 푸쉬 로드의 스톱퍼 역할을 하는 복수의 고정용 요홈을 반타발 형식으로 한번에 단조가공한 다음 절삭함으로써, 후가공이 없이도 가공면의 정도가 높으면서도 대량생산할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 차량에는 운전속도를 조절하고 안전하게 주행할 수 있도록 제어하기 위하여 브레이크 장치가 구비된다. 뿐만 아니라 차량의 주정차시 차량이 움직이지 않도록 주차 브레이크 장치가 함께 구성된다. 이러한 브레이크 장치들은 별도의 장치로서 구분하여 구성될 수도 있고 일체형으로 동작되도록 구성할 수도 있다.

특허문헌1에는 주차기능을 갖는 디스크 브레이크가 개시되어 있다. 이러한 디스크브레이크는 디스크의 제동을 위한 마찰패드를 가압하는 피스톤과, 상기 피스톤을 진퇴 가능하게 수용하며 내부에 제동을 위한 유압이 가해지는 실린더를 갖춘 캘리퍼하우징과, 상기 실린더 내에 회전 가능하게 설치되며 수나사부를 구비하는 스핀들과, 상기 스핀들의 회전에 의해 진퇴하면서 상기 피스톤을 가압하거나 가압해제 하도록 상기 피스톤 내에 설치되며 상기 스핀들의 수나사부에 결합되는 암나사부를 구비하는 너트와, 상기 스핀들을 회전시키는 전기모터와, 상기 전기모터의 회전력을 상기 스핀들에 전달하는 감속장치를 포함하며, 상기 피스톤의 내주면은 상기 너트의 회전을 방지하도록 타원형으로 마련되는 것을 특징으로 한다.

하지만, 이러한 종래의 디스크 브레이에 이용되는 너트는 다음과 같은 문제가 발생하였다.

(1) 너트는 피스톤을 가압하여 실질적으로 제동력을 발생시켜 주는 부분으로서 제조과정이 많아질 뿐만 아니라 제조된 면이 정교하지 못하여 불량으로 이어지는 경우가 많이 발생하였다.

(2) 예를 들어서, 너트는 그 직경보다 넓은 헤드부가 일체로 형성되어 피스톤에 끼워지게 되는데, 이때 이 헤드부가 피스톤의 내부에서 회전하지 않도록 구성해야 한다. 이렇게 구성하기 위하여 피스톤의 내주면에 길이방향으로 돌기를 형성하고, 헤드부에는 이 돌기를 안내하기 위하여 미리 정해진 위치에 요홈을 형성하는데 이 요홈이 매끄럽게 형성되지 않아 헤드부와 피스톤의 결합 불량으로 이어지는 경우가 자주 발생하였다.

(3) 여기서, 상기 요홈은 커터 등을 이용하여 단조 등의 방법으로 가공하게 되는데, 단조 가공후의 가공면이 매끄럽지 못할 뿐만 아니라 거칠어지기 때문에 후가공을 필요로 하게 되었다.

(4) 이러한 후가공 등으로 인하여 요홈의 크기가 달라지기 때문에 피스톤과 너트 사이에 충진되는 유압이 누설될 우려가 있었으며, 이를 방지하기 위해서는 설계단계에서부터 이러한 문제점을 감안하여 설계해야 하기 때문에 제조에 큰 어려움이 있었다.

한국공개특허 제10-2010-0098846호(2010년 09월 10일)

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 단조공법으로 푸쉬 로드를 제조하되, 특히 반타발 방식으로 복수의 고정용 요홈을 한 번에 형성한 다음 타발되지 않은 부분을 절삭하여 푸쉬 로드를 완성함으로써, 고정용 요홈을 보다 정교하게 형성할 수 있도록 한 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 고정용 요홈을 형성함에 있어서, 그 바닥면의 단면 형상이 헤드부의 중심점을 기준으로 하는 원호 형상으로 형성함으로써, 푸쉬 로드가 장착되는 실린더의 돌기 형상과 유사하게 형성하여 누설되는 작동유를 최소화할 수 있도록 한 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드 및 그 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드의 제조방법은, 원재를 준비하는 제1단계; 적어도 한번 단조가공하여 일단으로부터 길이방향으로 나사산 성형구멍을 형성하는 제2단계; 상기 원재의 타단에 적어도 한번 단조가공하여 나사산 성형구멍이 형성된 축부보다 넓은 직경을 갖는 헤드부를 일체로 단조가공하는 제3단계; 상기 헤드부의 테두리 부분에 미리 정해진 간격으로 복수의 고정용 요홈을 축부에서 헤드부측으로 단조하여 형성하되, 완성품의 두께보다 두껍고 헤드부의 두께보다 얇도록 반타발 방식으로 형성하는 제4단계; 및 이 외부로 노출되도록, 이 고정용 요홈이 형성되지 않은 헤드부의 윗면을 절삭하여 정해진 완성품의 두께로 가공하여 완성품을 형성하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 나사산 성형구멍은 공구를 가압하는 프레스 단조법으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 헤드부는 원재의 길이방향을 따라 끝단부로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형상으로 단조한 다음, 미리 정해진 두께만큼 단조가공하여 원판 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 헤드부에는 축부와 맞닿는 테두리선을 따라서 요홈이 단조가공된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정용 요홈은 그 바닥면이 헤드부의 중심을 기준으로 하는 원호 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 나사산 성형구멍의 내주면에 암나사를 형성하는 공정을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드 및 그 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 단조 공법을 통하여 제조하기 때문에 대량으로 생산할 수 있어서 제조효율을 향상시켜 원하는 물량을 충분하게 공급할 수 있다.

(2) 고정용 요홈을 반타발 방식으로 가공한 다음 절삭가공하여 형성하기 때문에 정교하게 고정용 요홈을 형성할 수 있게 되어 실린더와 결합하여 사용시 작동유의 누설을 현저하게 줄여 작동효율을 향상시킬 수 있게 된다.

(3) 이때, 상기 고정용 요홈의 바닥면을 헤드부의 중심을 기준으로 하는 원호 형상으로 형성함으로써, 실린더에 형성된 돌기와의 간격을 최소화함으로써 작동유의 누설량을 최소화할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 원재의 형상을 보여주기 위한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 나사산 형성구멍을 형성하는 과정을 보여주기 위한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 헤드부의 형성과정을 보여주기 위한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 요홈의 형성과정을 보여주기 위한 단면도.
도 5는 본 발명에 따라 원재에 고정용 요홈을 형성하기 위하여 반타발가공하는 상태를 보여주기 위한 단면도 및 저면도.
도 6은 본 발명에 따라 완성된 완성품의 형상을 보여주기 위한 단면도 및 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 푸쉬 로드가 실린더에 장착되는 예를 보여주기 위한 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(제조방법)

여기서, 도면부호 "200"은 자동차용 브레이크 장치에서 이용되는 실린더를, "210"은 실린더 내부에 형성된 돌기를, "t"는 푸쉬 로드의 헤드부 두께를 각각 나타낸다.

본 발명에 따른 푸쉬 로드의 제조방법은 다음과 같이 단계에 걸쳐 수행된다.

제1단계는, 도 1과 같이, 원재(100)를 준비하는 단계이다. 원재(100)로는 단조가 가능한 재질을 이용하게 되며, 푸쉬 로드에서 요구되는 물성치를 만족하는 재질을 사용한다. 이러한 재질로서는 SWCH45F를 들 수 있다.

한편, 상기 원재(100)는 다양한 형태로 공급될 수 있으나, 푸쉬 로드의 형상을 고려하여 원기둥 형태로 이루어진 것을 이용하는 것이 바람직하다.

제2단계는, 도 2와 같이, 원재(100)에 나사산 성형구멍(111)을 형성하는 단계이다. 이때의 나사산 성형구멍(111)은 원재(100)의 일단으로부터 그 길이방향을 따라서 형성된다.

특히, 상기 나사산 성형구멍(1110은 단조에 의하여 형성되게 되는데, 한번에 원하는 나사산 성형구멍(111)의 길이만큼 형성할 수도 있고 여러번에 걸쳐 걸쳐 단조하여 형성할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 나사산 성형구멍(111)은 프레스 단조법으로 형성하는 것이 바람직하다. 프레스 단조법이란 가공물을 고정시켜 놓고 공구(프레스)를 가압하는 성형하는 방법으로서, 공구를 서서히 가압하여 한번에 원하는 길이만큼의 나사산 성형구멍(111)을 형성하기 위함이다.

제3단계는, 도 3과 같이, 헤드부(120)를 형성하는 단계이다. 헤드부(120)는 축부(110)의 상부에 일체가 되도록 원재(100)의 타단을 단조하여 형성한다. 여기서, 축부(110)는 상기 제2단계에서 나사산 성형구멍(111)이 형성된 구간을 말하는 것이고, 헤드부(120)는 축부(110)를 제외한 원재(100)의 나머지 부분을 말한다.

상기 헤드부(120)는 실질적으로 실린더(200)에 끼워지는 부분으로 축부(110)의 직경보다 상대적으로 큰 원판 형상으로 단조형성된다. 이러한 헤드부(120)는 한번에 단조하기 보다는, 적어도 두번 이상 단조하여 형성하는 것이 바람직하다. 도 3에서는 2번에 걸쳐 단조하여 형성되는 과정을 보여준다.

이때, 상기 헤드부(120)는 끝단부의 테두리 부분을 먼저 가압하여 그 직경이 좁아지게 단조한 다음 원하는 두께로 단조가공하는 것이 바람직하다. 이는 단조공정시 헤드부(120)의 윗면에 프레스가압시 그 테두리 부분이 너무 바깥쪽으로 퍼져나가는 것을 방지하기 위함이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 헤드부(120)는 그 두께(T)가 완성품(t)의 두께보다 두껍게 형성한다. 이는 후술하게 될 절삭가공으로 절삭하는데 필요한 두께만큼 더 두껍게 형성하기 때문이다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제3단계는 도 4와 같이, 헤드부(120)에 요홈(121)을 더 형성할 수도 있다. 요홈(121)은 축부(110)와 접하는 테두리를 따라서 단조 가공 등의 방법으로 형성하게 된다. 이러한 요홈(121)은 헤드부(120)와 축부(110) 등의 단조가공시 이들이 접하는 부분이 직각으로 형성되지 않게 되는데, 이 때문에 축부(110)에 실링이라든가 스페이서 등을 끼워야 하는 경우 실링이나 스페이서가 헤드부(120)와의 접촉 효율이 떨어질 수 있다. 이에 요홈(121)을 형성함으로써, 헤드부(120)와 축부(110)가 직각 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

제4단계는, 도 5와 같이, 헤드부(120)에 고정용 요홈(122)을 형성하는 단계이다. 여기서, 고정용 요홈(122)은 도 7과 같이 헤드부(120)가 실린더(200)에 삽입시 이 실린더(200)의 내면에 형성된 돌기(210)를 따라 슬라이딩안내하게 하여 실린더(200) 내에서 푸쉬 로드가 회전하지 않게 하기 위한 구성요소이다.

이러한 고정용 요홈(122)은 헤드부(120)의 테두리에 호 형태로 형성하게 되는데, 미리 정해진 간격으로 돌기(210)와 대응하는 위치에 각각 형성된다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 고정용 요홈(122)은 반타발 형식, 즉 헤드부(120)의 두께(T) 전체만큼 형성하는 것이 아니라, 완제품(PL)의 두께(t)보다는 더 깊게 단조형성한다. 이는 타발식으로 형성하는 경우 타발된 테두리 부분이 매끄럽지 못하는 경우가 발생하기 때문에 이렇게 매끄럽게 타발되지 않은 부분을 절삭하여 버림으로써 불량 부분을 미연에 방지하기 위한 것이다.

또한, 상기 고정용 요홈(122)은 그 바닥면의 단면 형상이 헤드부(120)의 중심점을 기준으로 하는 원호 형상으로 형성함으로써, 실린더(200)의 돌기(210)의 단면 형상과 거의 동일하게 형성하는 것이 바람직하다. 이는 고정용 요홈(122)과 돌기(210) 사이의 간격을 최소화하기 위함이다.

그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 고정용 요홈(122)은 축부(110)측에서 헤드부(120)측으로 단조가공함으로써, 후술하는 절삭가공시 헤드부(120)의 윗면을 통해 쉽게 가공함에 따라 고정용 요홈(122)이 외부에 노출되게 하는 것이 바람직하다.

제5단계는, 도 6과 같이, 헤드부(120)의 윗면을 절삭가공하는 단계이다. 이때의 절삭가공은 미리 정해진 두께(t)만큼 가공하게 되는데, 상기 고정용 요홈(122)이 이 두께(t)보다 깊게 형성되었기 때문에, 헤드부(120)의 윗면을 그 두께(t)만 남기고 가공함에 따라 외부에 노출되게 된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 푸쉬 로드의 제조방법은 상술한 나사산 성형구멍(111) 내부에 암나사(미도시됨)를 형성하는 공정을 더 포함할 수도 있다. 이 암나사는 상기 완성품(PL)을 길이방향으로 이동할 수 있게 하기 위한 것이다.

물론, 나사산 성형구멍(111)에 다른 축부 등을 강제 끼움 방식 등으로 고정시켜서 이용할 수도 있다.

이와 같이 이루어진 푸쉬로드의 제조방법은, 단조공법을 통해 대량생산이 가능할 뿐만 아니라 특히 반타발 공정을 통해 별도의 후가공없이도 바로 절삭가공만으로 완성품을 형성할 수 있게 되는 것이다.

(푸쉬로드)

본 발명은 상술한 제조방법에 의하여 제조된 푸쉬 로드를 포함한다.

100 : 원재
110 : 축부
111 : 나사산 성형구멍
120 : 헤드부
121 : 요홈

Claims (7)

1. 원재(100)를 준비하는 제1단계;
   적어도 한번 단조가공하여 일단으로부터 길이방향으로 나사산 성형구멍(111)을 형성하는 제2단계;
   상기 원재(100)의 타단에 적어도 한번 단조가공하여 나사산 성형구멍(111)이 형성된 축부(110)보다 넓은 직경을 갖는 헤드부(120)를 일체로 단조가공하는 제3단계;
   상기 헤드부(120)의 테두리 부분에 미리 정해진 간격으로 복수의 고정용 요홈(122)을 축부(110)에서 헤드부(120)측으로 단조하여 형성하되, 완성품(PL)의 두께(t)보다 두껍고 헤드부(120)의 두께(T)보다 얇도록 반타발 방식으로 형성하는 제4단계; 및
   상기 헤드부(120)의 윗면으로 고정용 요홈(122)이 외부로 노출되도록, 이 고정용 요홈(122)이 형성되지 않은 헤드부의 윗면을 절삭하여 정해진 완성품(PL)의 두께(t)로 가공하여 완성품(PL)을 형성하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 나사산 성형구멍(111)은 공구를 가압하는 프레스 단조법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드의 제조방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제3단계는,
   상기 헤드부(120)는 원재(100)의 길이방향을 따라 끝단부로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형상으로 단조한 다음, 미리 정해진 두께(T)만큼 단조가공하여 원판 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 헤드부(120)에는 축부(110)와 맞닿는 테두리선을 따라서 요홈(121)이 단조가공된 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정용 요홈(122)은 그 바닥면이 헤드부(120)의 중심을 기준으로 하는 원호 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드의 제조방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
   상기 나사산 성형구멍(111)의 내주면에 암나사를 형성하는 공정을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크용 푸쉬 로드의 제조방법.
   
7. 삭제

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