KR101827280B1 - 디스크 브레이크의 캘리퍼 하우징 주조용 중자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상호간에 일정간격 이격되어 위치하는 제1, 2코어성형부와, 제1, 2코어성형부 상호간을 연결하는 제1내부유로성형부와, 제1코어성형부의 양측부위를 연결하는 제2내부유로성형부가 마련되는 중자금형을 준비하는 단계와; 중자금형을 밀폐하고, 제1, 2코어성형부 및 제1, 2내부유로성형부 각각에 주물사를 주입하는 단계와; 중자금형을 가열하여 1차 성형하는 단계와; 중자금형을 개방하여 제1, 2코어부 및 제1, 2내부유로부가 구비되는 1차 성형된 중자를 탈형하는 단계와; 1차 성형된 중자의 제2내부유로부 표면에 소금을 일정두께로 도포하는 도포층을 형성하는 단계와; 소금도포층이 형성된 중자를 중자금형에 안치하여 중자금형을 밀폐한 상태로 가열하여 2차 성형하는 단계와; 중자금형을 개방하여 소금도포층과 일체화된 중자를 탈형하는 단계를; 포함하는 디스크 브레이크의 캘리퍼 하우징 주조용 중자의 제조방법을 제공한다.

Description

디스크 브레이크의 캘리퍼 하우징 주조용 중자의 제조방법{Manufacturing method of middle core for molding caliper housing of disk brake}

본 발명은 주조용 중자를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 주조용 중자를 주물사로 제조함에 있어 얇은 두께를 가지며 호형상의 일정한 길이로 이루어지는 코어부분의 연결부위에 소금을 도포함으로써 주물 작업이 완료된 캘리퍼 하우징으로부터 용이하게 제거될 수 있는 주조용 중자의 제조방법에 관한 것이다.

자동차의 디스크 브레이크 장치에 사용되는 캘리퍼 하우징은 대부분 주조를 통해 제작되고 있으며, 캘리퍼 하우징를 주조는, 주조용 금형 내부에 주조공간을 미리 확보한 상태에서 중자(middle core)를 주조공간에 안치한 다음 용탕을 주입하는 방식으로 이루어진다.

캘리퍼 하우징의 주조에 사용되는 중자는 규사에 바인더가 첨가된 주물사를 이용하여 만들고 있는데, 주물사를 중자금형의 내부에 형성되는 성형공간에 채워넣은 다음 중자금형을 일정시간 가열하여 탈형하면, 주물사는 도 4와 같은 형상을 가지는 중자로 성형되며, 중자에는 제1, 2코어부(21, 22), 제1, 2내부유로부(31, 32)가 함께 성형된다.

성형된 중자에 있어, 제1, 2코어부(21, 22)는 캘리퍼 하우징에 상호 대향하며 좌우 각각에 마련되는 실린더를 형성하기 위한 부분이며, 제1내부유로부(31)는 캘리퍼 하우징의 좌우 각각에 마련되는 실린더들을 상호 연결하는 부분이고, 제2내부유로부(32)는 캘리퍼 하우징의 좌우에 마련되는 실린더 중 어느 하나의 양측 부위를 연결하는 부분이다.

이때, 제1, 2내부유로부(31, 32)는 피스톤의 작동을 위한 오일이 이동하는 내부유로를 형성하게 되는데, 이처럼 캘리퍼 하우징 내부에 유로를 형성하는 경우 유로 일체형 중자를 매개하는 방식이 종래 주물 제작된 캘리퍼 하우징에 별도의 가공작업을 통해 오일이동공을 관통 형성하는 방식에 비해 제작 공정이 간단하다는 점에서 널리 선호되고 있다.

이러한 중자는 캘리퍼 하우징에 대한 주물 작업이 완료되면, 초음파 진동 및 세척을 통해 제거되는데, 중자에 있어 특히 캘리퍼 하우징의 내부유로를 형성하는 연결유로부 부분은 주물 작업이 완료되면 캘리퍼 하우징의 내부에 삽입되어 있기 때문에 제거가 용이하지 않다. 만일, 캘리퍼 하우징의 내부유로에 주물사가 잔존한 상태로 출고되면 주물사가 오일과 혼합될 수 있다는 점에서 브레이크가 오작동하는 등 안전사고의 발생 위험이 있다. 이로 인해, 관련 업계는 초음파 진동 및 세척과정을 반복적으로 수행하여 이러한 문제를 방지하고 있으나, 이럴 경우 캘리퍼 하우징의 생산성이 현저히 감소되는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제1241229호, 대한민국 등록특허 제1021952호, 일본 공개특허 특개평8-24991호, 일본 공개특허 특개2000-97262호

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 주물 작업이 완료된 캘리퍼 하우징으로부터 보다 용이하게 제거될 수 있는 구조의 주조용 중자 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 상호간에 일정간격 이격되어 위치하는 제1, 2코어성형부와, 제1, 2코어성형부 상호간을 연결하는 제1내부유로성형부와, 제1코어성형부의 양측부위를 연결하는 제2내부유로성형부가 마련되는 중자금형을 준비하는 단계와; 중자금형을 밀폐하고, 제1, 2코어성형부 및 제1, 2내부유로성형부 각각에 주물사를 주입하는 단계와; 중자금형을 가열하여 1차 성형하는 단계와; 중자금형을 개방하여 제1, 2코어부 및 제1, 2내부유로부가 구비되는 1차 성형된 중자를 탈형하는 단계와; 1차 성형된 중자의 제1내부유로부 및 제2내부유로부 각각의 표면에 소금을 일정두께로 도포하는 도포층을 형성하는 단계와; 소금도포층이 형성된 중자를 중자금형에 안치하여 중자금형을 밀폐한 상태로 가열하여 2차 성형하는 단계와; 중자금형을 개방하여 소금도포층과 일체화된 중자를 탈형하는 단계를; 포함하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

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본 발명은 캘리퍼 하우징의 주물 작업에서 사용되는 중자를 제조함에 있어 캘리퍼 하우징의 내부유로를 형성하는 부위에 세척과정에서 용이하게 제거될 수 있는 소금도포층을 형성함으로써, 캘리퍼 하우징의 생산성을 현저히 제고시킬 수 있으며 나아가 세척 과정에서 완전히 제거하지 못하고 잔존하는 주물사로 인해 디스크 브레이크가가 오작동하는 현상을 원천적으로 방지할 수 있도록 해준다.

도 1은 본 발명에 따른 주조용 중자를 제조하기 위한 중자금형의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따라 1차 성형된 주조용 중자에 소금을 도포하는 단계를 보여주는 개략적인 작업도.
도 3은 본 발명에 따라 2차 성형된 주조용 중자의 개략적인 구성도.
도 4는 종래 주조용 중자의 개략적인 구성도.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 중자금형 준비 단계, 주물사 주입 단계, 1차 성형 및 탈형 단계, 소금 도포 단계, 2차 성형 및 탈형 단계를 포함하여 이루어지는 디스크 브레이크의 캘리퍼 하우징 주조용 중자의 제조방법을 제안한다. 이하 이들 각 단계를 구체적으로 살펴본다.

먼저, 중자금형을 준비한다. 중자금형은 도 1과 같이 종래 관련 업계에서 중자를 제조하기 위해 널리 사용하고 있는 금형으로 이루어질 수 있다. 중자금형(10)에는 제1, 2코어성형부(12, 14)와, 제1, 2내부유로성형부(16, 18)가 구비된다. 제1, 2코어성형부(12, 14)는 상호 간에 일정 간격 이격되어 위치한다. 제1내부유로성형부(16)는 제1, 2코어성형부(12, 14) 상호 간을 연결한다. 제2내부유로성형부(18)는 제1코어성형부(12)의 양측 부위를 연결한다. 도면부호 11, 13은 주물사투입구이다.

다음으로 중자금형을 밀폐한다. 중자금형의 밀폐는 도 1에 개시된 중자금형의 하판과 대칭 구조를 가지는 미도시된 중자금형의 상판을 중자금형 상판에 합형하는 방식으로 이루어진다.

중자금형이 밀폐되면, 주물사투입구(11, 13)를 통해 주물사를 주입한다. 주물사는 규사에 바인더가 첨가된 것과 같이 관련 업계에서 중자를 제조할 때 사용되는 재료 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다. 주물사가 주물사투입구(11, 13)를 통해 주입되면, 중자금형(10)의 제1, 2코어성형부(12, 14) 및 제1, 2내부유로성형부(16, 18) 각각이 주물사로 채워진다.

주물사가 중자금형 내부의 각 성형부를 채우면, 중자금형을 일정시간 가열하여 1차 성형한다. 본 발명에 있어 1차 성형은 종래 중자금형을 이용하여 중자를 제조하는 경우와 동일한 과정으로서 가열시간 및 가열정도는 사용된 주물사의 특성을 감안해서 결정할 일이다.

1차 성형이 완료되면 중자금형을 개방하고 성형된 중자를 탈형한다. 도 2는 1차 성형에 의해 제조된 중자(20)의 개략적인 구성을 보여준다. 1차 성형되어 탈형된 중자(20)에는 도 1의 중자금형(10)의 각 성형부에 의해 제1, 2코어부(22, 24) 및 제1, 2내부유로부(26, 28)가 성형된다. 중자에 있어 제1, 2코어부(22, 24) 각각은 미도시된 캘리퍼 하우징에 상호 대향하며 좌우 각각에 마련되는 실린더를 형성하기 위한 부분이다.

또한, 제1내부유로부(26)는 캘리퍼 하우징의 좌우 각각에 마련되는 실린더들을 상호 연결하는 부분이고, 제2내부유로부(32)는 캘리퍼 하우징의 좌우에 마련되는 실린더 중 어느 하나의 양측 부위를 연결하는 부분이다. 제1, 2내부유로부(26, 28) 각각에 의해 캘리퍼 하우징에 형성되는 부분들은 미도시된 피스톤의 작동을 위한 오일이 이동하는 내부유로로 기능한다.

중자가 1차 성형되면, 도 2와 같이 중자의 제2내부유로부(28) 표면부위에 소금을 일정두께로 도포한다. 제2내부유로부(28) 표면부위의 소금도포층(29)은 캘리퍼 하우징의 주물과정에서 캘리퍼 하우징의 내부에 형성되는 내부유로의 내면과 접하는 부분이다. 도포는 미세하게 분쇄된 소금을 제2내부유로부 표면에 바르거나 또는 고농도의 소금용액에 제2내부유로부를 일정시간 침지시키는 방식으로 이루어질 수 있을 것이다. 소금도포층의 두께는 중자금형에 안치될 수 있는 범위 내로 이루어지는 것이 바람직하다.

소금 도포는 도 2와 같이 제2내부유로부(28) 뿐 아니라 제1내부유로부(26)에 대해서도 수행할 수 있다. 이는 제2내부유로부 역시 캘리퍼 하우징의 주물과정에서 캘리퍼 하우징의 내부에 형성되는 연결유로의 내면과 접하는 부분이기 때문이다. 도면부호 27은 제1내부유로부(26) 표면에 도포된 소금도포층이다.

중자의 특정 부위에 대한 소금 도포작업이 완료되면, 중자를 중자금형에 안치한 다음 중자금형을 밀폐하고 중자금형을 가열하여 2차 성형한다. 중자는 1차 성형단계에서 성형이 완료된 상태이기 때문에 2차 성형은 도포된 소금이 1차 성형된 중자 몸체와 일체화될 수 있는 정도의 시간 및 온도 범위 내에서 수행하는 것이 바람직한데, 이는 소금도포층의 두께에 따라 결정할 일이다.

2차 성형이 완료되면, 중자금형을 개방하고 중자를 탈형한다. 2차 성형되어 탈형된 중자(20)의 개략적인 구성은 도 3과 같다. 본 발명에 따라 제조된 중자(20)는 도 4에 개시된 것과 같은 종래 중자와 동일한 형상을 가지되, 제2내부유로부(28)의 표면 또는 제1, 2내부유로부(26, 28) 각각의 표면에는 일정 두께의 소금도포층(25, 29)이 형성된다. 즉, 주물사와 소금도포층이 일체화된 중자가 만들어지는 것이다.

본 발명에 따라 중자가 제조되면, 종래와 동일한 방식으로 미도시된 주조용 금형을 준비한 다음 중자를 주조용 금형의 주조공간에 안치하고 용탕을 주입한다. 용탕 주입이 완료되면, 주조용 금형을 일정 시간 냉각시킨 다음 주조용 금형으로부터 캘리퍼 하우징을 탈형한다. 탈형된 캘리퍼 하우징에는 본 발명에 따라 제조된 중자가 일체형 구조로 삽입되어 있으며, 중자의 제1, 2내부유로부는 캘리퍼 하우징의 내부에 삽입되어 있다.

캘리퍼 하우징이 탈형되면, 캘리퍼 하우징에 초음파 진동을 가한다. 가해지는 초음파 진동에 따라 캘리퍼 하우징과 접하고 있던 중자의 대부분은 캘리퍼 하우징으로부터 제거된다. 특히, 캘리퍼 하우징의 내부에 삽입되어 있던 중자의 제1, 2내부유로부 역시 성형된 주물사의 외면이 캘리퍼 하우징의 내부에 형성되는 내부유로 내면과 접하고 있지 않기 때문에 초음파 진동에 의해 쉽게 제거되고, 중자의 제1, 2내부유로부 표면에 도포되어 있는 소금 일부만이 캘리퍼 하우징의 내부에 형성되는 연결유로 내면을 따라 잔존한다.

이후 캘리퍼 하우징에 대한 세척 작업이 이어지며, 이 과정에서 캘리퍼 하우징의 내부유로 내면을 따라 잔존하는 소금이 완전히 제거된다. 주물 작업에 사용되었던 중자가 캘리퍼 하우징으로부터 완전히 제거되면, 캘리퍼 하우징은 종래와 동일한 검사, 쇼트 등과 같은 단계를 거쳐 출하되어 디스크 브레이크로 조립된다.

이처럼, 본 발명은 캘리퍼 하우징의 주물 작업에서 사용되는 중자를 제조함에 있어 캘리퍼 하우징의 내부유로를 형성하는 부위에 소금도포층을 형성하여, 주물작업 이후에 이어지는 세척과정에서 용이하게 제거될 수 있도록 구성함으로써 캘리퍼 하우징의 생산성을 현저히 제고시킬 수 있음은 물론 세척 과정에서 완전히 제거하지 못하고 잔존하는 주물사로 인해 디스크 브레이크가가 오작동하는 현상을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

10 : 중자금형 12, 14 : 제1, 2코어성형부
16, 18 : 제1, 2내부유로성형부 20 : 중자
22, 24 : 제1, 2코어부 26, 28 : 제1, 2내부유로부
27, 29 : 소금도포층

Claims (2)

1. 상호간에 일정간격 이격되어 위치하는 제1, 2코어성형부와, 제1, 2코어성형부 상호간을 연결하는 제1내부유로성형부와, 제1코어성형부의 양측부위를 연결하는 제2내부유로성형부가 마련되는 중자금형을 준비하는 단계와;
   중자금형을 밀폐하고, 제1, 2코어성형부 및 제1, 2내부유로성형부 각각에 주물사를 주입하는 단계와;
   중자금형을 가열하여 1차 성형하는 단계와;
   중자금형을 개방하여 제1, 2코어부 및 제1, 2내부유로부가 구비되는 1차 성형된 중자를 탈형하는 단계와;
   1차 성형된 중자의 제1내부유로부 및 제2내부유로부 각각의 표면에 소금을 일정두께로 도포하는 도포층을 형성하는 단계와;
   소금도포층이 형성된 중자를 중자금형에 안치하여 중자금형을 밀폐한 상태로 가열하여 2차 성형하는 단계와;
   중자금형을 개방하여 소금도포층과 일체화된 중자를 탈형하는 단계를;
   포함하는 디스크 브레이크의 캘리퍼 하우징 주조용 중자의 제조방법.
   
2. 삭제

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