KR101349005B1 - Method for Manufacturing Brake Disk for Vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 브레이크 디스크 제작 방법은 (1) 환형 디스크의 원형 내측벽(17)에 제1 스플라인과 제1 피걸림부를 형성하는 제1 단계와, (2) 상기 제1 스플라인에 대응하여 결합 가능한 제2 스플라인을 햇부(2; hat portion)의 외측벽에 형성하는 제2 단계와, (3) 상기 제1 스플라인과 제2 스플라인이 서로 걸리도록 상기 환형 디스크와 상기 햇부를 정렬시키는 제3 단계와, (4) 상기 햇부의 내측에서 상기 환형 디스크를 향하는 방사 방향으로 제1 성형 부재로 상기 제2 스플라인을 상기 제1 피걸림부에 대응하는 제1 위치에서 타격하여 상기 햇부의 높이 방향으로의 이동을 제한하는 제1 걸림부를 형성하는 제4 단계와, (5) 상기 제1 위치와 다른 제2 위치에서 상기 제2 스플라인을 타격하여 상기 햇부의 높이 방향으로의 이동을 제한하는 제2 걸림부를 형성하는 제5 단계를 포함한다.The method for manufacturing a brake disc according to the present invention includes (1) a first step of forming a first spline and a first caught portion on a circular inner wall 17 of an annular disk, and (2) being able to engage corresponding to the first spline. A second step of forming a second spline on an outer wall of the hat portion (3) a third step of aligning the annular disk and the hat so that the first spline and the second spline are caught by each other; (4) a movement in the height direction of the hat portion by striking the second spline at a first position corresponding to the first caught portion with a first molding member in a radial direction from the inside of the hat portion toward the annular disk; A fourth step of forming a restricting first catching portion, and (5) forming a second catching portion to limit movement in the height direction of the hat by hitting the second spline at a second position different from the first position; 5th step .
Description
본 발명은 브레이크 패드와 마찰이 이루어지는 자동차용 브레이크 디스크 제작 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 디스크의 종류에 관계없이 가공이 가능한 제작 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
주행하는 자동차를 감속하거나 정지시키기 위하여 브레이크 장치가 제공되는데, 브레이크 장치는 드럼식 브레이크와 디스크식 브레이크로 나뉜다. 본 발명과 관련되는 디스크식 브레이크는 브레이크 디스크의 표면을 압박할 수 있는 브레이크 패드가 제공되며, 운전자가 브레이크를 작동하면 제동력 발생 장치를 거쳐서 브레이크 패드가 브레이크 디스크의 양 측면을 압박하여 차량을 제동하게 된다.A brake device is provided to decelerate or stop a driving vehicle. The brake device is divided into a drum brake and a disk brake. Disc brake according to the present invention is provided with a brake pad that can press the surface of the brake disc, when the driver operates the brake via the braking force generating device brake pads to press both sides of the brake disc to brake the vehicle do.
브레이크 디스크는 발열 성능이 뛰어나야 하고 경량이면서도 강성이 좋아야 하며 내구성 역시 보장되어야 한다.Brake discs must be heat-generating, lightweight, rigid and durable.
한국특허출원공개 제10-2010-0097611호에는 마찰링을 포함하는 브레이크 디스크 제조 방법이 개시되어 있다. 이 문헌에는 포트(1)의 러그(3)가 마찰링의 리세스(17)에 압입되어 결합하는 기술 구성이 개시되어 있는데, 이러한 구성에서는 마찰링이 별도로 필요하며, 러그(3)와 리세스(17)의 결합 방식도 치밀하게 구성하는 것이 어렵다는 단점이 있다.
Korean Patent Application Publication No. 10-2010-0097611 discloses a method for manufacturing a brake disc including a friction ring. This document discloses a technical configuration in which the lug 3 of the
본 발명은 방열효과가 우수한 스플라인 결합 브레이크 디스크 및 그러한 디스크를 용이하게 제작하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 나아가 환형 디스크의 재질에 상관없이 적용 가능한 브레이크 디스크 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a spline-coupled brake disk having excellent heat dissipation effect and a method for easily manufacturing such a disk, and furthermore, an object of the present invention is to provide a brake disk manufacturing method applicable to a material of an annular disk.
본 발명에 의한 브레이크 디스크 제작 방법은 (1) 환형 디스크의 원형 내측벽(17)에 제1 스플라인과 제1 피걸림부를 형성하는 제1 단계와, (2) 상기 제1 스플라인에 대응하여 결합 가능한 제2 스플라인을 햇부(2; hat portion)의 외측벽에 형성하는 제2 단계와, (3) 상기 제1 스플라인과 제2 스플라인이 서로 걸리도록 상기 환형 디스크와 상기 햇부를 정렬시키는 제3 단계와, (4) 상기 햇부의 내측에서 상기 환형 디스크를 향하는 방사 방향으로 제1 성형 부재로 상기 제2 스플라인을 상기 제1 피걸림부에 대응하는 제1 위치에서 타격하여 상기 햇부의 높이 방향으로의 이동을 제한하는 제1 걸림부를 형성하는 제4 단계와, (5) 상기 제1 위치와 다른 제2 위치에서 상기 제2 스플라인을 타격하여 상기 햇부의 높이 방향으로의 이동을 제한하는 제2 걸림부를 형성하는 제5 단계를 포함한다.The method for manufacturing a brake disc according to the present invention includes (1) a first step of forming a first spline and a first caught portion on a circular
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그리고 상기 제2 걸림부는 상기 환형 디스크의 내측벽의 상부면에 걸리도록 형성할 수 있다.The second locking portion may be formed to be caught by an upper surface of the inner wall of the annular disk.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1 스플라인과 제1 피걸림부는 주조 공정에 의해 형성되며, 상기 제2 스플라인은 롤-다이 공정에 의해 형성될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the first spline and the first caught portion is formed by a casting process, the second spline may be formed by a roll-die process.
본 발명의 다른 실시예에 의한 브레이크 디스크 제작 방법은 (1) 환형 디스크의 원형 내측벽에 제1 스플라인을 형성하는 제1 단계와, (2) 상기 제1 스플라인에 대응하여 결합 가능한 제2 스플라인을 햇부의 외측벽에 형성하는 제2 단계와, (3) 상기 제1 스플라인과 제2 스플라인이 서로 걸리도록 상기 환형 디스크와 상기 햇부를 정렬시키는 제3 단계와, (4) 상기 햇부의 내측에서 상기 환형 디스크를 향하는 방사 방향으로 제1 성형 부재로 상기 제2 스플라인을 제1 위치에서 타격하여 상기 햇부의 높이 방향으로의 이동을 제한하는 제1 걸림부와, 상기 제1 걸림부에 대응하는 위치에 제1 스플라인에 제1 피걸림부를 형성하는 제4 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method for manufacturing a brake disc includes (1) a first step of forming a first spline on a circular inner wall of an annular disc, and (2) a second spline that can be joined corresponding to the first spline. A second step of forming the outer wall of the hat portion, (3) a third step of aligning the annular disk and the hat portion so that the first spline and the second spline are caught with each other, and (4) the annular shape inside the hat portion. A first catching portion that strikes the second spline at a first position with a first forming member in a radial direction toward the disc to limit movement in the height direction of the hat portion; and a first catching portion at a position corresponding to the first catching portion. And a fourth step of forming the first caught portion in one spline.
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본 발명에 의하면 환형 디스크와 햇부가 스플라인 형상으로 결합하므로 제동 토크로 인해 발생하는 환형 디스크와 햇부간의 전단하중을 효과적으로 분산시킬 수 있으며, 접촉 면적이 넓어져서 방열 효과가 우수하고, 환형 디스크의 재질에 상관없이 스플라인 결합 형태의 브레이크 디스크를 제작할 수 있는 효과가 제공된다.
According to the present invention, since the annular disk and the hat portion are combined in a spline shape, the shear load between the annular disk and the hat portion caused by the braking torque can be effectively distributed, and the contact area is widened, so that the heat dissipation effect is excellent, and the material of the annular disk Regardless of the effect, it is possible to manufacture brake discs in the form of spline coupling.
도 1은 본 발명에 의한 브레이크 디스크의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 브레이크 디스크의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 브레이크 디스크의 결합단면을 도시한 도면.1 is a perspective view of a brake disc according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the brake disc shown in FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view of the coupling of the brake disk according to the present invention.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 브레이크 디스크(10)는 환형 디스크(1)와, 환형 디스크(1)의 개구(12)에 삽입되어 결합하는 햇부(2)를 포함한다. 환형 디스크(1)는 브레이크 작동시 발생하는 열을 방열하기 위한 핀 영역(15)이 형성되어 있는 벤틸레이트형인 것이 바람직하지만 그 종류에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다.As shown in FIG. 1, the
햇부(2)의 상단에는 타 부품과의 체결을 위한 체결부재(도시되지 않음)가 삽입되는 체결공(29)이 형성되어 있다. 그리고 햇부(2)가 환형 디스크(1)에 삽입된 상태에서 햇부(2)의 외측벽 일부는 위로 돌출되는 것이 바람직하다.The upper end of the
도 2에는 도 1에 도시된 브레이크 디스크(1)의 분해 사시도가 도시되어 있다.2 shows an exploded perspective view of the
본 발명에 의한 브레이크 디스크(1)는 원형 내측벽(17)에 제1 스플라인과 제1 피걸림부(135)가 형성되어 있는 환형 디스크(1)와, 상기 제1 스플라인의 형상에 대응하여 결합 가능한 제2 스플라인 및 상기 제1 피걸림부(135)에 걸리도록 되어 있는 제1 걸림부(26)가 외측벽(23)에 형성되어 있는 햇부(2)를 포함한다.The
상기 제2 스플라인에 제2 걸림부(25)가 형성되며, 상기 제2 걸림부(25)는 상기 원형 내측벽(17)의 상부면(19)에 걸리도록 되어 있다.A
제1 걸림부(26) 및 제2 걸림부(25)는 제2 스플라인의 제2 홈(230)에 함께 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 반드시 그렇게 형성되어 있을 필요는 없고 제2 스플라인의 제2 홈(230) 또는 제2 볼록부(240) 어느 곳에 형성되어도 무방하다.Although the first catching
본 발명에 의한 브레이크 디스크 제작 방법에 의하면 환형 디스크(1)의 원형 내측벽(17)에 제1 스플라인을 형성한다. 제1 스플라인은 내측벽(17) 안쪽을 따라서 형성되는 복수 개의 제1 홈(140)과 인접하는 제1 홈(140) 사이에 배치되는 복수 개의 제1 볼록부(130)로 구성되어 있다. 환형 디스크(1)는 회주철(FC) 소재를 사용하는 것이 바람직하며 이 경우 환형 디스크(1)를 성형하는 주조 공정에서 제1 스플라인이 내측벽(17)의 안쪽에 형성되도록 성형한다. 주조 공정 이후에 제1 스플라인을 정밀하게 가공하기 위하여 선삭 공정이 추가로 수행될 수 있다. 환형 디스크(1)는 카본세라믹 소재로도 성형할 수 있는데 이 경우에는 몰딩 공정의 금형에 제1 스플라인이 가공될 수 있도록 구성하면 내측벽(17)에 제1 스플라인을 성형할 수 있다.According to the brake disk manufacturing method according to the present invention, a first spline is formed on the circular
초기에 환형 디스크(1)에 제1 스플라인과 함께 제1 피걸림부(135)를 미리 성형해 놓는 것이 바람직하지만, 환형 디스크(1)의 소재에 따라서는 제1 피걸림부(135)를 미리 성형하지 않고 후술하는 성형 부재에 의해 제1 걸림부(26)와 함께 성형하는 것을 본 발명이 배제하는 것은 아니다.Although it is preferable to initially shape the first caught
환형 디스크(1)의 안쪽 하단에는 외측으로 경사진 스커트부(11)가 제공된다.The inner bottom of the
햇부(2; hat portion)는 연강(mild steel)의 시트 소재(sheet material)를 소성 가공하여 성형할 수 있으며, 외측벽(23)에 제2 스플라인을 형성한다. 제2 스플라인은 외측벽(23) 둘레에 제공되는 복수 개의 제2 홈(230)과 인접하는 제2 홈(230) 사이에 배치되는 복수 개의 제2 볼록부(240)로 구성된다. 본 명세서에서 "햇부"라 함은 도 2에 도시된 바와 같이 상측으로 연장하는 원형 외측벽(23)과, 원형 외측벽(23)의 상부에 제공되는 환형 디스크 상면(21)을 포함하는 형상의 요소로 정의된다.The
제2 스플라인은 제1 스플라인의 형상에 대응하여 결합 가능하도록 성형된다. 즉 제1 홈(140)에 제2 볼록부(240)가 대응하고, 제2 홈(230)에 제1 볼록부(130)이 대응하는 형상을 취한다.The second spline is shaped to be joinable corresponding to the shape of the first spline. That is, the
제2 스플라인은 햇부(2)의 외측벽(23)에 롤-다이 공정을 적용하여 성형하는 것이 바람직하다. 그러한 공정의 일례가 한국특허 제0832588호에 개시되어 있으며 당업자라면 용이하게 이러한 가공 방법을 적용하여 햇부(2)의 외측벽(23)에 제2 스플라인을 성형할 수 있다.The second spline is preferably molded by applying a roll-die process to the
전술한 바와 같이 환형 디스크(1)와 햇부(2)의 성형이 완료되면 제1 스플라인과 제2 스플라인이 서로 걸리도록 햇부(2)를 환형 디스크(1)의 개구(12)에 삽입시켜서 도 3에 도시된 바와 같이 정렬시킨다. 즉 제2 볼록부(240)를 제1 홈(140)에 대응하는 위치에, 제2 홈(230)이 제2 볼록부(130)에 대응하는 위치에 오도록 하여 햇부(2)를 개구(12)로 삽입시키고 정렬시킨다.As described above, when the shaping of the
도 3에 도시된 바와 같은 소정의 위치에서 환형 디스크(1)와 햇부(2)가 정렬된 상태를 유지하도록 지그(JIG) 등의 장치를 사용할 수 있다.A device such as a jig can be used to keep the
도 3과 같이 정렬된 상태에서 햇부(2)의 내측에서 환형 디스크(1)를 향하는 방사 방향으로 제1 성형 부재(50)로 제2 스플라인을 제1 위치에서 A 방향으로 왕복하면서 타격한다. 제1 성형 부재(50)의 타격에 의해서 제2 스플라인에는 햇부(2)의 높이 방향으로의 이동을 제한하는 제2 걸림부(25)가 형성된다. 도 3에 도시된 실시예에서는 제2 걸림부(25)가 환형 디스크(1)의 내측벽(17)의 상부면(19)에 걸리도록 되어 있다.In the aligned state as shown in FIG. 3, the second spline is reciprocated from the first position to the A direction from the first position in the radial direction toward the
본 발명에 의해 성형되는 제1 걸림부(26) 및/또는 제2 걸림부(25)는 햇부(2)의 높이 방향으로의 이동을 제한한다. 다만, 제2 걸림부(25)가 환형 디스크(1)의 내측벽(17)의 상부면(19)에 걸리는 경우에는 상방(上方)으로의 이동은 제한할 수 없을 수 있지만, 본 명세서에서 "높이 방향으로의 이동"이라 함은 햇부(2)가 환형 디스크(1)에 대해서 상방 및 하방 적어도 어느 한쪽으로의 이동으로 정의된다.The
제2 성형 부재(60)는 제1 위치와 다른 제2 위치에서 환형 디스크(1)를 향하는 방사 방향으로 제2 스플라인을 B 방향으로 왕복하면서 타격하여 제1 걸림부(26)를 성형한다.The second shaping
도 2에 도시된 분해 사시도에서는 제1 걸림부(26)와 제2 걸림부(25)가 제2 스플라인의 제2 홈(230)에 성형되는 것으로 도시되어 있지만, 제2 볼록부(240)에 성형되어도 무방하며, 그러한 성형 위치에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.In the exploded perspective view of FIG. 2, although the
제1 성형 부재(50)에 의한 제2 걸림부(25)의 성형과 제2 성형 부재(60)에 의한 제1 걸림부(26)의 성형은 동시에 이루어질 수도 있고, 어느 하나를 먼저 성형하고 다른 하나를 나중에 성형할 수도 있다. 그리고 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서는 제1 걸림부(25)가 내측벽(17)의 상부면(19)에 걸리지만, 다른 위치에 성형되어도 무방하다.Molding of the
제1 피걸림부(135)가 환형 디스크(1)의 내측벽(17)의 제1 스플라인에 미리 성형되어 있으면 그 피걸림부(135)의 위치에 맞추어서 제1 성형 부재(50) 또는 제2 성형 부재(60)가 타격을 하여야 한다. 제1 피걸림부(135)가 제1 스플라인에 미리 성형되어 있지 않은 경우에는 제1 성형 부재(5) 및/또는 제2 성형 부재(60)의 타격에 의해 제1 피걸림부(135)가 걸림부와 함께 제1 스플라인에 성형될 수 있다.If the first caught
제1 성형 부재(50) 및/또는 제2 성형 부재(60)가 어느 하나의 위치에서 제2 스플라인의 내측을 타격하여 제2 걸림부(25)와 제1 걸림부(26)를 성형한 후에, 환형 디스크(1)와 햇부(2)의 결합체는 제자리 회전을 하여 성형된 걸림부 옆의 위치에도 걸림부가 성형될 수 있도록 위치가 조정된다. 예를 들어, 제2 홈(230)에 제1 걸림부(25)와 제2 걸림부(26)를 성형한 후에, 그 옆의 제2 홈을 성형 부재가 타격할 수 있도록 제자리에서 회전시킨다. 즉 제1 성형 부재(50)가 햇부(2)의 외측벽(23)쪽을 향해 A 방향의 오른쪽으로 이동하여 타격을 한 후에 A 방향의 왼쪽으로 후퇴할 때에, 환형 디스크(1)와 햇부(2)의 결합체는 바로 옆의 위치를 타격할 수 있도록 제자리 회전을 하게 된다. 제2 성형 부재(60)에 대해서도 같은 맥락으로 작동할 수 있다.After the first shaping
이상 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되며 전술한 실시예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그리고 특허청구범위에 기재된 발명의, 당업자에게 자명한 개량, 변경 및 수정도 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점이 명백하게 이해되어야 한다.
While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and / or drawings. It is to be expressly understood that improvements, changes and modifications that are obvious to those skilled in the art are also within the scope of the present invention as set forth in the claims.
1: 환형 디스크
2: 햇부
10: 브레이크 디스크
11: 스커트부
12: 개구
17: 내측벽
23: 외측벽
25: 제1 걸림부
26: 제2 걸림부
130: 제1 볼록부
140: 제1 홈
230: 제2 홈
240: 제2 볼록부1: annular disc
2: sunburst
10: brake disc
11: skirt part
12: aperture
17: inner wall
23: outer wall
25: first locking portion
26: second locking portion
130: first convex portion
140: first groove
230: 2nd home
240: second convex portion
Claims (7)
상기 제1 스플라인에 대응하여 결합 가능한 제2 스플라인을 햇부(2; hat portion)의 외측벽에 형성하는 제2 단계와,
상기 제1 스플라인과 제2 스플라인이 서로 걸리도록 상기 환형 디스크와 상기 햇부를 정렬시키는 제3 단계와,
상기 햇부의 내측에서 상기 환형 디스크를 향하는 방사 방향으로 제1 성형 부재로 상기 제2 스플라인을 상기 제1 피걸림부에 대응하는 제1 위치에서 타격하여 상기 햇부의 높이 방향으로의 이동을 제한하는 제1 걸림부를 형성하는 제4 단계와,
상기 제1 위치와 다른 제2 위치에서 상기 제2 스플라인을 타격하여 상기 햇부의 높이 방향으로의 이동을 제한하는 제2 걸림부를 형성하는 제5 단계를
포함하는,
자동차용 브레이크 디스크 제작 방법.
A first step of forming a first spline and a first caught portion in a circular inner wall of the annular disk,
A second step of forming a second spline joinable corresponding to the first spline on an outer wall of the hat portion;
A third step of aligning the annular disk and the hat so that the first spline and the second spline are caught with each other;
A first molding member that strikes the second spline at a first position corresponding to the first caught portion in a radial direction from the inside of the hat portion toward the annular disk to restrict movement in the height direction of the hat portion; A fourth step of forming the engaging portion;
A fifth step of forming a second catching portion which strikes the second spline at a second position different from the first position to limit movement in the height direction of the hat portion;
Including,
How to make brake discs for cars.
상기 제2 걸림부는 상기 환형 디스크의 내측벽의 상부면에 걸리도록 형성되는,
자동차용 브레이크 디스크 제작 방법.
The method according to claim 1,
The second locking portion is formed to be caught on the upper surface of the inner wall of the annular disk,
How to make brake discs for cars.
상기 제1 스플라인은 주조 공정에 의해 형성되며,
상기 제2 스플라인은 롤-다이 공정에 의해 형성되는,
자동차용 브레이크 디스크 제작 방법.
The method according to claim 1 or 3,
The first spline is formed by a casting process,
Wherein the second spline is formed by a roll-die process,
How to make brake discs for cars.
상기 제1 스플라인에 대응하여 결합 가능한 제2 스플라인을 햇부의 외측벽에 형성하는 제2 단계와,
상기 제1 스플라인과 제2 스플라인이 서로 걸리도록 상기 환형 디스크와 상기 햇부를 정렬시키는 제3 단계와,
상기 햇부의 내측에서 상기 환형 디스크를 향하는 방사 방향으로 제1 성형 부재로 상기 제2 스플라인을 제1 위치에서 타격하여 상기 햇부의 높이 방향으로의 이동을 제한하는 제1 걸림부와, 상기 제1 걸림부에 대응하는 위치에 제1 스플라인에 제1 피걸림부를 형성하는 제4 단계를 포함하는,
자동차용 브레이크 디스크 제작 방법.
A first step of forming a first spline on a circular inner wall of the annular disk,
A second step of forming a second spline joinable corresponding to the first spline on an outer wall of the hat part;
A third step of aligning the annular disk and the hat so that the first spline and the second spline are caught with each other;
A first locking portion for limiting movement in the height direction of the hat portion by striking the second spline at a first position with a first molding member in a radial direction toward the annular disk from the inside of the hat portion; A fourth step of forming a first caught portion in the first spline at a position corresponding to the portion,
How to make brake discs for cars.
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