KR200166442Y1

KR200166442Y1 - 디스크타입브레이크용경량디스크

Info

Publication number: KR200166442Y1
Application number: KR2019990013639U
Authority: KR
Inventors: 김영수
Original assignee: 주식회사승보
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2000-02-15
Also published as: KR100361547B1; KR19990073423A

Abstract

본 고안은 성질이 다른 금속재료들, 예를 들면 알루미늄합금과 스테인레스-스틸을 브레이징(BRAZING) 용접으로 일체화함으로서, 자동차, 오토바이, 기차, 항공기, 산업기계 등에서 제동수단으로 사용하는 브레이크용 디스크의 제조비용을 절감할 수 있고, 디스크의 내마모성과 외관특성을 향상할 수 있으며, 브레이크의 제동성을 향상함은 물론, 제동시의 소음을 저감시킴과 동시에 승차감을 향상시킬 수 있고, 특히 차량의 연비를 향상할 수 있는 디스크 타입 브레이크용 디스크에 관한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 제안되는 본 고안의 디스크(1)는, 통상 형태의 디스크와 동일한 형상으로 만든 알루미늄합금 재질의 바디(6) 표면에, 특히 브레이크 패드(4,5)와 마찰되는 부분에, 스테인레스-스틸 재질의 플레이트(7)를 브레이징 용접으로 결합시켜서 구성함을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에서는, 플레이트(7) 또는 상기 플레이트가 브레이징 용접되는 바디(6)의 표면에 방열공(9)을 여러 개 형성하여, 마찰에 의한 온도상승을 억제시킴과 동시에, 더욱더 디스크(1)를 경량화할 수 있게 함을 특징으로 한다.

Description

디스크 타입 브레이크용 경량 디스크{LIGHTWEIGHT DISC FOR DISC TYPE BRAKE}

본 고안은 자동차나 오토바이, 기차, 항공기, 산업기계 등에서 제동수단으로 사용하는 디스크 타입 브레이크용 디스크에 관한 것이다.

구체적으로는, 성질이 다른 이종재질의 금속재료들, 예를 들면 알루미늄 합금과 스테인레스-스틸을 브레이징(BRAZING) 용접으로 일체화함으로서, 브레이크의 제동성을 향상함은 물론 디스크의 제조비용을 절감할 수 있고, 디스크의 내마모성과 외관특성이 우수하며, 제동시의 소음을 저감시킴과 동시에 승차감을 향상시킬 수 있고, 특히 차량의 연비를 향상할 수 있는 디스크 타입 브레이크용 디스크에 관한 것이다.

첨부도면중 도3은, 일반적으로 차량에 사용되는 디스크 타입의 브레이크를 나타낸 도면이다.

상기의 도면에서 보듯이, 차륜과 함께 회전되는 디스크(1)는, 캘리퍼(2)와의 마찰에 의해 제동되는데, 마스터 실린더에서 생성된 유압이 하우징 내부에 있는 피스톤(3)에 작용되어 피스톤이 밀리면, 그와 연동되어 디스크쪽으로 브레이크 패드(인너)(4)가 밀리게 되고, 이와 같이 하여 브레이크 패드(인너)(4)가 디스크(1)에 접촉되면, 접촉시의 반발력으로 인해, 다시 하우징이 위로 밀려 브레이크 패드(아웃)(5)가 그 사이에 있는 디스크(1)를 붙잡아 제동된다.

이후, 운전자가 브레이크 페달(도시하지 않음)에서 발을 떼면, 실(SEAL)의 회복력에 의해 피스톤과 하우징이 원래의 상태로 복귀되고, 이로 인해 브레이크 패드(4,5)가 디스크(1)로부터 후진되어 제동상태가 해제된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 디스크(1)는, 주물 제작한 스틸재(SUS410계) 또는 주철재였기 때문에, 무게가 무겁고 따라서 차량 연비에 나쁜 영향을 줌은 물론, 경도가 낮아서 쉽게 마모되므로 내구성이 떨어지는 단점이 있었다.

특히, 주물 제작방식으로 제조된 종래의 디스크(1)는, 재질이 불 균일하기 때문에, 자주 브레이크를 걸어 디스크(1)가 편 마모되면, 이후 브레이크를 걸어도 제동이 잘 되지 않는 것은 물론이거니와, 차량이 제동되면서 정지될 때, 차체가 다른 쪽 차선을 월선한 상태로 정지되면서 대형 추돌 사고를 유발하는 경우도 많았었다.

또한, 차체의 하부측이 무거워 승차감이 떨어지는 것은 물론, 제동시 소음과 진동이 심하게 발생되는 단점이 있었으며, 디스크(1)의 표면이 부식되어 외관이 흉해지고 동시에 디스크(1)의 강도가 하락하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 브레이크 패드(4,5)와 디스크(1)의 마찰에 의해서 발생된 칩(CHIP)으로 인해 브레이크 성능이 저하되고, 차륜부분의 온도가 상승되는 단점이 있었다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 차량의 연비를 향상함은 물론 디스크의 내마모성(내구성)과 제동특성을 향상할 수 있고, 제동시의 진동과 소음을 저감할 수 있으며, 부식방지를 통해 외관특성을 향상할 수 있는 디스크 타입 브레이크용 디스크를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 고안은 제동시의 마찰열을 쉽게 방열할 수 있으며, 승차감을 좋게 하고, 제동이 정확히 이루어질 수 있게 한 디스크 타입 브레이크용 디스크를 제공함에 목적이 있다.

도1은 본 고안에 따른 경량 디스크의 일 예를 나타낸 사시도,

도2는 본 고안에 따른 경량 디스크의 다른 예를 나타낸 사시도,

도3은 디스크 타입 브레이크의 구조를 나타낸 도면.

〔도면 부호의 설명〕

1...디스크, 2...캘리퍼,

3...피스톤, 4...브레이크 패드(인너),

5...브레이크 패드(아웃), 6...바디,

7...플레이트, 8...브레이크,

9...방열공.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 고안에 따른 디스크 타입 브레이크용 디스크의 구성에 대해서 상세히 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 경량 디스크의 일 예를 나타낸 사시도이다.

상기의 도면에서 참조되는 바와 같이, 본 고안의 디스크(1)는,

자동차나 오토바이, 기차, 항공기, 산업기계 등의 구동축(회전축 또는 차륜)등에 지지되는 원판형상의 디스크 로터와, 이 디스크 로터에 장착된 유압실린더의 작용에 따라서 브레이크 패드(4,5)를 디스크(1)에 밀착시키는 캘리퍼(2)로 구성되는 디스크 타입의 브레이크(8)에 있어서,

상기 디스크(1)는, 통상적인 형태의 디스크와 형상이 같게 만든 알루미늄합금 소재의 바디(6) 표면에, 특히 브레이크 패드(4,5)와 마찰되는 부분에, 고경도의 스테인레스-스틸로 만든 환형의 플레이트(7)를 브레이징 용접시켜서 구성됨을 특징으로 한다.

특히, 상기 플레이트(7)의 구성소재로 사용되는 스테인레스-스틸은, 마르텐사이트(MARETENSITE)계의 STS410 또는 SUS410을 열처리하여 경도(H_RC)가 25∼40인 것을 사용하는데, 본 출원인이 실험한 바에 의하면, 경도(H_RC)가 40을 초과하면 내마모성은 우수하지만 제동시 떨림이 수반하는 단점이 있었다.

아래의 표1은, 본 고안에서 사용하는 스테인레스-스틸의 바람직한 성분을 나타낸 것이다.

	C	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	N
최소	0.045	0.30	0.30	12.02	0.20	0.10	0.01
최대	0.065	0.60	0.50	12.50	0.50	0.50	0.03

한편, 본 고안에서 사용하는 알루미늄합금은, 재질 특성에 따라 아래의 표2에 제시하는 조건으로 열처리하는 것이 바람직하였다.

	재질	용체화 처리	시효	경도(H_B)	신율
1	AC 2A	510℃, 8시간 수냉	160℃, 9시간 공냉	90	1% ↑
2	AC 2B	500℃, 10시간 수냉	160℃, 5시간 공냉	90	1% ↑
3	AC 4A	525℃, 10시간 수냉	160℃, 9시간 공냉	90	2% ↑
4	AC 4CH	535℃, 8시간 수냉	155℃, 6시간 공냉	85	5% ↑
5	AL

첨부도면중 도2는, 본 고안에 따른 경량 디스크의 다른 예를 나타낸 사시도로서, 도면상에 도시된 것처럼, 플레이트(7)와 바디(6)에 다수개의 방열공(9)이 천공되어 있는 것을 제외하면, 구성소재와 디스크의 전체적인 외형이 동일성을 유지하고 있다.

한편, 본 고안에서 이용되는 브레이징 용접법으로는, 고주파에 의한 방법과 저주파에 의한 방법, 히터로 가열한 후 프레싱하는 방법, 마찰에 의한 방법, 그리고 전기저항을 이용하는 방법 등, 어떤 방법이어도 무방하다.

이하에서는, 본 고안에 따른 경량 디스크의 작용에 대해 설명한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 고안의 경량 디스크(1)는, 재질이 다른 이종(異種)의 금속을 소재로 사용하고 있다.

즉, 본 고안에서는 비중이 가벼운 알루미늄합금으로는 바디(6)를 구성하고, 비중이 무거운 스테인레스-스틸로는 브레이크 패드(4,5)와 마찰되는 플레이트(7)를 구성하고 있다.

따라서, 본 고안의 경량 디스크(1)는 중심부 보다 표면 쪽이 더 무거워, 회전에 따른 관성력(원심력)의 작용에 의해서 에너지가 절감될 수 있다.

또한, 알루미늄합금은 열전도성이 좋기 때문에, 브레이크 패드(4,5)가 플레이트(7)와 마찰되어 이 부분에서 마찰열이 발생되더라도, 그 마찰열이 바디(6)쪽으로 전달되어 방열된다.

따라서, 마찰열에 의해서 야기되는 문제점이 대폭 감소되는 작용이 있다.

뿐만 아니라, 도2에 도시된 디스크(1)의 경우에는, 방열공(9)을 통해 냉각 작용이 일어나므로 상기의 효과가 더욱 우수해지며, 브레이크 패드(4,5)의 마모를 감소시키는 작용이 있다.

한편, 플레이트(7)의 재질적 특성으로 말미암아, 디스크(1)의 내구성이 향상하게 됨은 물론, 고유진동수가 다른 두 금속을 접합시켜 놓은 것이기 때문에, 진동과 소음이 감쇄되는 장점이 있으며, 이로 인해 차량의 승차감과 연비가 좋아진다.

게다가, 방청성이 우수한 알루미늄합금과 스테인레스-스틸을 사용함으로서, 디스크(1)가 부식되는 일이 없어 외관이 좋아지고, 특히 종래의 스틸재 또는 주철재 디스크보다 사이즈를 줄일 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이, 본 고안의 디스크에 의하면, 알루미늄합금 재질의 바디(6)에 스테인레스-스틸 재질의 플레이트(7)를 브레이징 용접시켜서 디스크(1)의 중심부 질량을 감소시켰기 때문에, 차량의 주행시, 플레이트(7)가 원심력을 유발하여 에너지 절감효과를 가져온다는 장점이 있으며, 소재의 특성상, 진동과 소음이 저감되는 장점이 있다.

또한, 알루미늄합금은 열전도성이 좋기 때문에 마찰열에 의한 문제점이 해소되는 장점이 있다.

또한, 스테인레스-스틸은 내마모성이 우수하므로, 디스크(1)의 내구성이 우수해지고, 마모에 의한 칩의 발생을 줄일 수 있으며, 시간에 따라 제동성이 하락하는 문제점을 해소할 수 있다는 장점이 있다.

특히, 차체의 하중이 가벼워지기 때문에 연비가 향상하고, 승차감이 우수해지는 장점이 있다.

Claims

자동차나 오토바이, 기차, 항공기, 산업기계 등의 회전축에 지지되는 원판형상의 디스크 로터와, 이 디스크 로터에 장착된 유압실린더의 작용에 따라서 브레이크 패드(4,5)를 디스크(1)에 밀착시키게 되는 캘리퍼(2)로 구성되는 디스크 타입의 브레이크(8)에 있어서,

상기 디스크는,

통상 형태의 디스크와 동일한 형상으로 만든 바디(6)와,

상기 바디의 표면중, 브레이크 패드(4,5)와 마찰되는 부분에 브레이징 용접되는 환형의 플레이트(7)로 구성됨을 특징으로 하는 디스크 타입 브레이크용 경량 디스크.
제1항에 있어서,

상기 바디는 알루미늄합금을 소재로 하여 구성되고,

상기 플레이트는 마르텐사이트계 재질을 열처리하여 경도(H_RC)가 25∼40의 범위인 스테인레스-스틸을 소재로 하여 구성됨을 특징으로 하는 디스크 타입 브레이크용 경량 디스크.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 플레이트는 다수개의 방열공(9)이 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 타입 브레이크용 경량 디스크.