KR20020085285A - 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법에 관한 것으로서, 주철재로 되어 있는 종래의 브레이크 캘리퍼는 중량이 무겁고, 녹이 발생하며, 중력 주조로 제조되므로 재품내에 기공 또는 수축공과 같은 결함이 발생하는 문제점이 있어 이를 배제하고, 대신에 가벼운 알루미늄으로 주조하며, 이에 따라 저하되는 강성은 반용융 가압 성형법으로 제작함으로써, 가볍고, 강성을 보강할 수 있으며, 반용융 가압 방법에 의해 캘리퍼 내의 결함을 최소화할 수 있는 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법을 제공하고자 한다.

Description

반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법{Manufacturing method of brake-caliper using semi-solid mital forming}

본 발명은 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법에 관한 것으로서, 주철재로 되어 있는 종래의 브레이크 캘리퍼는 중량이 무겁고, 녹이 발생하며, 중력 주조로 제조되므로 재품내에 기공 또는 수축공과 같은 결함이 발생하는 문제점이 있어 이를 배제하고, 대신에 가벼운 알루미늄으로 주조하며, 이에 따라 저하되는 강성은 반용융 가압 성형법으로 제작함으로써, 가볍고, 강성을 보강할 수 있으며, 반용융 가압 방법에 의해 캘리퍼 내의 결함을 최소화할 수 있는 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 브레이크 장치는 자동차를 감속 또는 정지시킴과 더불어 주차상태를 유지하기 위해 사용되는 중요한 장치로서, 일반적으로 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열에너지로 바꾸어, 그것을 대기속으로 방출시켜 브레이크 작용을 하는 마찰식 브레이크를 사용하고 있다.

상기와 같은 브레이크장치는 주행할 때에 주로 사용하는 주 브레이크와, 자동차를 주차시킬 때에 사용하는 주차 브레이크가 있고, 브레이크 장치의 조작기구는 로드나 와이어를 사용하는 기계식과 유압을 이용하는 유압식이 있다.

그리고 상기 주 브레이크에는 유압식 외에 압축공기를 이용하는 공기 브레이크와, 조작력을 가볍게 하기 위해 엔진의 흡입 부압이나 압축공기를 이용하는 배력식 브레이크 등이 있다.

한편 상기 유압식 브레이크에 있어, 마스터 실린더에서 오는 유압을 받아서 제동력을 발생하는 브레이크 본체는 구조상으로 드럼식 브레이크의 디스크식 브레이크로 나누어지는 바, 상기 드럼식 브레이크는 휘일 실린더와 브레이크 슈우 및 이것을 설치하는 백 플레이트 및 브레이크 드럼 등으로 구성되는 반면에, 상기 디스크식 브레이크는 바퀴와 함께 회전하는 브레이크 디스크의 양쪽에서 제동 패드를 브레이크 오일의 유압에 의해 눌러서 제동하도록 되어 있으며, 이와 같은 형식을 캘리퍼형이라 한다.

캘리퍼 브레이크는 도 6에 도시된 바와 같이, 주로 자동차의 전륜에 장착되어 사용되는 것으로서 캘리퍼하우징(100)에 대하여 상대적으로 이동하는 캐리어(110)를 구비하고, 상기 캘리퍼하우징(100)에는 실린더(120), 피스톤(130) 및 패드(140a, 140b)를 구비하고 패드(140a)와 패드(140b)사이에서 구동축의 회전을 전달받아 회전하는 디스크(150)를 상기 패드(140a, 140b)가 연접하여 마찰력을 일으킴으로써, 제동하도록 하는 구성이다.

이러한 캘리퍼하우징(100)은 주철재로 구성되고 특히 피스톤(130)이 유입되는 실린더(120)의 두께는 고압으로 유입되는 유압에 견딜수 있는 정도의 두께를 가져야 함으로써, 상당한 중량을 가져야 하거나, 중력 주조로 제조되어 캘리퍼내에 기공 또는 수축공과 같은 결함이 존재하는 문제점이 있다.

또한, 주철재는 대기중 방치시에 산화철 생성에 의한 녹 발생 때문에 캘리퍼 표면에 녹 방지를 위한 표면 처리를 하여야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 캘리퍼의 기계적인 강도를 보강함과 동시에 그 중량을 경량화 시킨 브레이크 캘리퍼의 제조 방법으로써, 용해로에서의 빌렛(billet)의 반용융 처리 단계와, 반용융 빌렛을금형 플런저 내에 안착하는 단계와, 램으로 반용융 빌렛을 가압하여 캘리퍼 형상으로 제조하는 단계와, 좌우 금형을 분리하여 캘리퍼를 분리하는 단계로 구성된 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법을 제공하는데, 그 안출의 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 용해로에서의 빌렛의 반용융 처리과정을 나타낸 개략도

도 2∼5는 본 발명에 따른 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 공정을 나타낸 개략적인 흐름도

도 6는 종래의 브레이크 캘리퍼를 나타낸 개략적인 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 빌렛(billet)11 : 용해로

12 : 램13 : 캘리퍼

14 : 이젝트 핀15 : 금형

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

빌렛(10)을 용해로(11) 속에서 재결정 온도 이하인 580∼610℃ 범위내에서 4∼5시간 재가열하여 결정립 사이를 반용융 상태로 만드는 단계와;

소재의 연성과 가공성이 충분해지면 반용융 상태인 빌렛(10)을 용해로(11)에서 꺼내어 금형(15)에 장착/압축하는 단계와;

램(12)으로 소재를 가압하여 캘리퍼(13)로 성형하는 단계와;

좌우 금형(15)을 분리하여 캘리퍼(13)를 분리하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 빌렛(10)의 크기는 130∼160 mm ×180∼210 mm인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 빌렛(10)의 합금 성분은 알루미늄 소재가 92 중량%, 실리콘 소재가 7 중량%, 마그네슘 소재가 0.35 중량%, 기타 소재가 0.65 중량%로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 캘리퍼(13)가 금형(15)에서 분리될 시, 그 캘리퍼(13)가 용이하게 분리될 수 있도록 이젝트 핀(14)이 상기 금형(15)에 관통/성형된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

여기서, 도면 부호 10은 빌렛을 나타낸다.

형강의 압연용 및 형 단조용 소재인 상기 빌렛(10)의 크기는 130∼160 mm ×180∼210 mm이며, 그 빌렛(10)의 합금 성분은 알루미늄 소재가 92 중량%, 실리콘 소재가 7 중량%, 마그네슘 소재가 0.35 중량% 그리고 기타 소재가 0.65 중량%로 구성되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 용해로에서의 빌렛의 반용융 처리과정을 나타낸 개략도이고, 도 2∼5는 본 발명에 따른 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 공정을 나타낸 개략적인 흐름도이다.

본 발명의 캘리퍼 제조 방법은 상기와 같은 빌렛(10)을 용해로(11) 속에서 재결정 온도 이하인 580∼610℃ 범위내에서 4∼5시간 재가열 하여 결정립 사이를 반용융 상태로 만드는 단계와, 소재의 연성과 가공성이 충분해지면 반용융 상태인 빌렛(10)을 용해로(11)에서 꺼내어 금형(15)에 장착/압축하는 단계와, 램(12)으로 소재를 가압하여 캘리퍼(13)로 성형하는 단계와, 좌우 금형(15)을 분리하여 상기 캘리퍼(13)를 분리하는 단계로 구성된다.

한편, 캘리퍼(13)를 분리할 때 그 캘리퍼(13)가 용이하게 분리될 수 있도록 이젝트 핀(14)이 금형(15)에 관통되어 있다.

상기 두번째 단계에서 네번째 단계는 반용융 가압 성형법으로 저하된 소재의 강성을 보강하는 성형 방법이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법은 알루미늄을 이용하여 캘리퍼를 제조하게 되므로 상기 캘리퍼의 기계적인 강도를 확보하면서 경량화 시킬 수 있으며, 반용융 가압 방법에 의해 캘리퍼 내의 결함을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 빌렛(10)을 용해로(11) 속에서 재결정 온도 이하인 580∼610℃ 범위내에서 4∼5시간 재가열하여 결정립 사이를 반용융 상태로 만드는 단계와;

   소재의 연성과 가공성이 충분해지면 반용융 상태인 빌렛(10)을 용해로(11)에서 꺼내어 금형(15)에 장착/압축하는 단계와;

   램(12)으로 소재를 가압하여 캘리퍼(13)로 성형하는 단계와;

   좌우 금형(15)을 분리하여 캘리퍼(13)를 분리하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 빌렛(10)의 크기는 130∼160 mm ×180∼210 mm인 것을 특징으로 하는 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 빌렛(10)의 합금 성분은 알루미늄 소재가 92 중량%, 실리콘 소재가 7 중량%, 마그네슘 소재가 0.35 중량%, 기타 소재가 0.65 중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 캘리퍼(13)가 금형(15)에서 분리될 시, 그 캘리퍼(13)가 용이하게 분리될 수 있도록 이젝트 핀(14)이 상기 금형(15)에 관통/성형된 것을 특징으로 하는 반용융 가압 성형법을 이용한 브레이크 캘리퍼의 제조 방법.