KR101398941B1 - 차량용 브레이크 부스터의 출력축의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 출력축의 형상에 맞게 단조가공하여 제작함으로써, 정밀도가 향상된 단조가공만으로도 부스터에서 필요로 하는 물성치를 갖는 출력축의 제조가 가능하게 한 차량용 브레이크 부스터의 출력축의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 출력축의 제조방법는, 미리 정해진 길이로 절단된 모재를 준비하는 제1단계; 상기 모재의 일부를 단조가공하여 샤프트부를 형성하는 제2단계; 샤프트부를 제외한 나머지 부분에 대하여 1차로 단조하여 헤드부를 형성하는 제3단계; 상기 헤드부를 판상으로 2차 단조가공하는 제4단계; 2차 가공된 헤드부를 용기 형상의 컵부를 단조가공하는 제5단계; 및 상기 샤프트부의 마무리 단조 가공한 다음 고주파로 열처리하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 브레이크 부스터의 출력축의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING OUTPUT ROD OF BOOSTER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 브레이크 부스터의 출력축의 제조방법에 관한 것으로, 출력축을 단조가공으로 제작함으로써, 단조가공으로 인한 정밀도 향상과 함께 부품수 및 공정수를 줄일 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 차량의 브레이크 장치에서 브레이크 부스터(BRAKE BOOSTER)는 진공과 대기와의 기압차이를 이용하여 작은 힘으로 큰 제동력을 발생시키는 장치를 말한다. 그리고 브레이크 로, 증폭된 힘을 통해 제동유압이 형성되도록 프론트셀에 마스터실린더 어셈블리가 결합된다.

특허문헌1에는 리액션 디스크가 안착 설치되는 출력축 후단부를 개선하여 브레이크패달을 가볍게 밟아도 큰 제동력을 발생시킬 수 있도록 한 출력축(OUTPUT ROD)이 게재되어 있다.

이 특허문헌에 따르면, 종래의 차량용 브레이크 부스터의 출력축(50)에 의하면, 리액션 디스크(51)가 안착 설치되는 출력축(50) 후단의 결합부(52) 밑면(52b)에 고리형상의 홈(53)이 형성되어 있어서, 운전자가 브레이크패달을 밟는 힘이 소정의 수준을 초과하는 경우 리액션 디스크가 홈을 채우면서 초기 배력구간에서 보다 더 큰 배력비(2차 점프-인 효과)가 형성된다.

이에 따라 제동초기 제동력을 작게 발생시켜 차량을 안전하게 감속하며, 일정 감속도 이후에는 제동력이 급상승되어 정지거리가 단축되는 효과가 있다. 또한, 큰 제동력을 요구하는 긴급상황하에서도 브레이크패달을 가볍게 밟아도 충분한 제동력이 형성되기 때문에, 이러한 브레이크 부스터를 안티록 브레이크 시스템 등에 적용하면 제동거리 및 제동 안정성을 향상시킬 수 있다.

하지만, 이러한 종래의 출력은 다음과 같은 문제가 발생하였다.

(1) 출력축을 별도로 가공한 다음에 그 단부에 고정나사를 체결하여 조립하기 때문에, 각각의 구성품들을 별도로 제작하여 조립하는 만큼 그 제조공정이 늘어나게 되었다.

(2) 또한, 출력축의 단부에 체결되는 고정나사가 마모 등과 같이 그 기능을 상실하지 않게 하기 위하여 별도로 피막을 형성하거나 열처리를 하는 등의 보조 공정을 필요로 하게 되었다.

한국공개특허 제2002-0020045호(2002년 03월 14일)

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 출력축의 형상에 맞게 단조가공하여 제작함으로써, 정밀도가 향상된 단조가공만으로도 부스터에서 필요로 하는 물성치를 갖는 출력축의 제조가 가능하게 한 차량용 브레이크 부스터의 출력축의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 출력축의 제조방법는, 미리 정해진 길이로 절단된 모재를 준비하는 제1단계; 상기 모재의 일부를 단조가공하여 샤프트부를 형성하는 제2단계; 샤프트부를 제외한 나머지 부분에 대하여 1차로 단조하여 헤드부를 형성하는 제3단계; 상기 헤드부를 판상으로 2차 단조가공하는 제4단계; 2차 가공된 헤드부를 용기 형상의 컵부를 단조가공하는 제5단계; 및 상기 샤프트부의 끝단부를 이 샤프트부의 지름보다 얇게 마무리 단조 가공한 다음 고주파로 열처리하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 브레이크 부스터의 출력축 제조방법은, 미리 정해진 길이로 절단된 모재를 준비하는 제1단계; 상기 모재의 일부를 단조가공하여 샤프트부를 형성하는 제2단계; 샤프트부를 제외한 나머지 부분에 대하여 1차로 단조하여 헤드부를 형성하는 제3단계; 상기 헤드부를 판상으로 2차 단조가공하는 제4단계; 및 상기 샤프트부의 끝단부를 이 샤프트부의 지름보다 얇게 마무리 단조 가공한 다음 고주파로 열처리하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 샤프트부의 단부에 널링가공한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 널링 가공한 다음, 상기 샤프트부의 단부에 인산염 피막처리하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 차량용 브레이크 부스터의 출력축의 제조방법에 따르면 다음과 같다.

(1) 단조가공만으로도 출력축을 제조할 수 있기 때문에 제조 설비 자체를 단순화할 수 있게 되어 제조 효율을 향상시킬 수 있다.

(2) 축부와 나사부로 구성되었던 기존의 출력축과 달리 이들이 일체로 형성되기 때문에 부품수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 그만큼 공정수를 줄일 수 있게 된다.

(3) 이처럼 부품수와 공정수의 감소로 인한 제조비용의 절감 효과와 함께 제조 효율을 그만큼 더 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 출력축의 제조과정을 순차적으로 보여주기 위하여 개략적으로 도시한 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.

(구성)

본 발명의 차량용 브레이크 부스터의 출력축 제조방법은, 도 1과 같이, 다음과 같이 6단계에 걸쳐 수행된다. 특히, 본 발명의 출력축은 단조가공을 통해 부품수의 감소와 함께 공수를 줄일 수 있도록 한 것이다.

제1단계는, 도 1의 (가)와 같이, 모재(10)를 준비하는 단계이다. 이때, 모재(10)는 단조가공이 가능한 재질을 이용하게 되며, 본 발명의 제조방법에 따라 필요로 하는 길이로 미리 절단하여 준비하게 된다.

제2단계는, 도 1의 (나)와 같이, 샤프트부(11)를 가공하는 단계이다. 샤프트부(11)는 모재(10)의 일부를 단조가공하여 형성하게 된다. 이때, 샤프트부(11)는 출력축에서 요구되는 직경을 갖도록 얇게 단조가공한다.

제3단계는, 도 1의 (다)와 같이, 헤드부(12)를 형성하는 단계이다. 헤드부(12)는 후술하는 제4단계를 거쳐 판상 형태로 단조가공하게 되는데, 제3단계에서는 이러한 판상으로 쉽게 가공이 이루어질 수 있도록 1차적으로 단조가공하는 것이다.

제4단계는, 도 1의 (라)와 같이, 헤드부(12)를 2차 가공하는 단계이다. 즉, 제3단계의 헤드부(12)는 판상을 쉽게 얻을 수 있도록 1차로 단조가공한 것이고, 제4단계의 2차 가공된 헤드부(12')는 1차로 가공된 헤드부(12)를 2차로 단조가공하여 판상으로 가공한 것이다.

제5단계는, 도 1의 (마)와 같이, 컵부(13)를 단조가공하는 단계이다. 컵부(13)는 플런저(미도시됨)의 단부가 끼워져서 안착될 수 있도록 용기 형상으로 단조가공하는 단계이다.

제6단계는, 도 1의 (바)와 같이, 샤프트부(11)를 마무리하는 단계이다. 이때의 마무리는 출력축에서 원하는 형상으로 샤프트부(11)를 단조가공하고, 그 표면을 고주파 열처리하여 샤프트부(11)가 충분한 강성을 가질 수 있도록 하는 단계이다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 제6단계를 수행하기 전에 널링 가공을 더 수행할 수도 있다. 이때의 널링은 치 형태로 형성하게 되는데, 이는 출력축을 다른 구성요소 등에 결합하는데 유용하게 이용될 수 있게 하기 위함이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 샤프트부(11)의 단부에는, 고주파 열처리 대신에 인산염 피막처리를 하거나, 고주파 열처리 후에 인산염 피막처리르 더 수행할 수도 있다. 인산염 피막처리는 내마모성과 소성변형 그리고 절연 효과 등을 높이는 것으로 알려진 통상의 기술로 수행하게 된다. 이에, 본 발명에 따른 샤프트부(11) 단부의 내구성 등을 더욱 강화시켜 줄 수 있게 된다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 제조방법은, 원하는 형상과 모양을 쉽게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 정밀도가 향상된 단조가공을 통하여 출력축을 쉽고도 정확하게 제조하는 것이 가능할 뿐만 아니라 공정수를 줄여 생산 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.

( 변형예 )

여기서, 상술한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 제조방법은, 상술한 바와 같이 6단계에 의해 수행될 수도 있으나, 5단계에 의해 수행될 수도 있다.

이러한 변형된 제조방법의 경우, 상술한 제조방법과 동일하게 이루어지나, 2차 단조가공된 헤드부(12')를 단조가공하여 컵부(13)를 형성하는 단계를 생략한 것이다.

즉, 변형된 제조방법은, 컵부(13)를 단조가공하지 않고 헤드부(12')를 그대로 이용하는 출력축을 제조하는 것이다. 이는 차종에 따라서 브레이크 장치에서 이용되는 출력축은 컵부(13)의 유무에 따라서 2가지가 이용되고 있다. 따라서, 본 발명에서는 컵부(13)를 단조성형하는 단계를 생략함으로써, 이러한 2가지 종류의 출력축을 제조할 수 있게 되는 것이다.

( 출력축 )

본 발명은 상술한 바와 같은 제조방법에 의해 제조된 출력축을 포함한다.

10 : 모재
11 : 샤프트부
12, 12' : 헤드부
13 : 컵부

Claims (5)

1. 미리 정해진 길이로 절단된 모재(10)를 준비하는 제1단계;
   상기 모재(10)의 일부를 단조가공하여 샤프트부(11)를 형성하는 제2단계;
   샤프트부(11)를 제외한 나머지 부분에 대하여 1차로 단조하여 헤드부(12)를 형성하는 제3단계;
   상기 헤드부(12)를 판상으로 2차 단조가공하는 제4단계;
   2차 가공된 헤드부(12')를 용기 형상의 컵부(13)를 단조가공하는 제5단계; 및
   상기 샤프트부(11)의 끝단부를 이 샤프트부(11)의 지름보다 얇게 마무리 단조 가공한 다음 고주파로 열처리하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터의 출력축 제조방법.
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