KR20090132172A - A brake disk with dual materials - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 너클부에 결합되어 회전되는 디스크 햇과 브레이크 패드와 마찰되어 차량에 제동력을 전달하는 마찰판으로 구성된 차량의 브레이크 디스크에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
차량의 브레이크는 용도에 따라 푸트 브레이크, 주차 브레이크, 감속 브레이크 및 비상 브레이크로 분류된다. 또한 작동방식에 따라 기계식 브레이크, 유압식 브레이크 및 배력식 브레이크로 분류된다. 구조에 따른 분류는 외부 수축식, 내부 확장식 및 디스크식으로 구분된다. Vehicle brakes are classified into foot brakes, parking brakes, deceleration brakes and emergency brakes depending on the application. It is also classified into mechanical brakes, hydraulic brakes and hydraulic brakes, depending on the mode of operation. Classification by structure is divided into external contraction, internal expansion and disc type.
그 중 디스크식 브레이크를 살펴보면, 디스크 브레이크식 차량의 각 휠에는 브레이크 디스크가 결합되어 휠과 같이 회전되고, 휠과 함께 회전되는 디스크를 선택적으로 패드와 밀착시켜 그 마찰력을 통하여 차량에 제동력이 제공된다.Among the disc brakes, brake discs are coupled to each wheel of the disc brake vehicle to rotate together with the wheels, and the discs rotated together with the wheels are selectively brought into close contact with the pads to provide braking force to the vehicle through the frictional force. .
도 1을 참고하여 종래의 브레이크 디스크를 살펴본다. 디스크는 크게 디스크 햇(disk hat, 14)과 마찰판(12)으로 구성되는데, 디스크 햇(14)은 차량 휠의 너클부(50)에 결합되어 휠과 같이 회전한다. 그 디스크 햇(14)의 단부에는 마찰판(12) 이 마련되어 휠의 구동축(30)과 같이 회전한다. 회전하는 마찰판(12)을 패드(도면 미도시)를 이용하여 압착하고, 그 마찰력으로 인하여 차량에 제동이 걸리는 것이다. 패드의 압착은 일반적으로 유압을 이용하고, 그 재질은 석면을 사용한다. With reference to Figure 1 looks at a conventional brake disk. The disk is largely composed of a disk hat 14 and a
종래의 브레이크 디스크의 경우 디스크 햇과 마찰판을 별물로 주조한 후 결합하여 사용하거나, 일체로 주조하더라도 하나의 재질을 사용하여 제작하여 효율적인 제동을 이끌어내지 못하는 점이 있었다. 디스크 햇과 마찰판은 각각 그 역할이 다른바, 하나의 재질을 사용할 경우 성능과 내구성에서 일정부분 타협이 필요하였다. 또한, 별물로 형성할 경우 조립공수가 증대되고 제동력의 손실이 발생하는 문제가 있었다.In the case of the conventional brake disc, the disc hat and the friction plate were cast separately, and then used in combination, or even when integrally manufactured, a single material was used to produce efficient braking. Disc hats and friction plates each played a different role, requiring some compromises in performance and durability when using a single material. In addition, when formed as a separate product, there is a problem in that the assembly work is increased and the braking force is lost.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안될 것이다.The matters described as the background art are only for the purpose of enhancing the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledging that they correspond to the related arts already known to those skilled in the art.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 브레이크 디스크의 디스크 햇과 마찰판을 일체로 주조하되 각각의 특성에 맞도록 이종의 재질로 구성된 브레이크 디스크를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a brake disc composed of different materials so as to integrally cast the disc hat and the friction plate of the brake disc.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이종재질의 브레이크 디스크는, 차량의 너클부에 결합되며 강도가 강화되도록 구상흑연주철로 구성된 디스크 햇(disk hat); 및 상기 디스크 햇의 하단부를 두르는 원판형으로써 브레이크 패드와 접촉되고 마찰력의 강화를 위해 회주철로 구성된 마찰판;을 포함하며, 상기 디스크 햇과 마찰판은 몰드형 내부에 형성된 캐비티(cavity)에서 일체로 주조되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a brake disc of a heterogeneous material, comprising: a disk hat coupled to a knuckle portion of a vehicle and configured of spherical graphite iron to increase strength; And a friction plate formed around a lower end of the disc hat in contact with a brake pad and composed of gray cast iron for reinforcing friction, wherein the disc hat and the friction plate are integrally cast in a cavity formed inside a mold. It features.
상기 디스크 햇과 마찰판의 연결부는 회주철과 구상흑연주철이 서로 섞이도록 용융 및 응고되어 형성될 수 있다.The connecting portion of the disc hat and the friction plate may be formed by melting and solidifying the gray cast iron and the nodular graphite cast iron.
상기 몰드형은 각각 회주철 또는 구상흑연주철이 주입되는 상부몰드와 하부몰드로 구성되며, 상기 캐비티는 디스크 햇과 마찰판이 각각 상부몰드 또는 하부몰드에서 구분되어 주조되도록 형성될 수 있다.The mold may include an upper mold and a lower mold into which gray cast iron or nodular cast iron is injected, respectively, and the cavity may be formed such that the disc hat and the friction plate are separately cast from the upper mold or the lower mold.
상기 하부몰드에 주입되는 주철이 상부몰드측으로 넘치지 않도록 상기 캐비티 중 디스크 햇과 마찰판의 연결부분에는 주철이 빠져나가는 오버플로우 출구가 형성될 수 있다.In order to prevent the cast iron injected into the lower mold from overflowing to the upper mold side, an overflow outlet through which the cast iron exits may be formed at a connection portion of the disc hat and the friction plate of the cavity.
상기 하부몰드에 구상흑연주철이 주입되어 디스크 햇이 형성된 후 상부몰드에 회주철이 주입되어 마찰판이 그 디스크 햇과 연결되며 일체로 주조될 수 있다.After the spherical graphite cast iron is injected into the lower mold to form a disc hat, gray cast iron is injected into the upper mold so that the friction plate is connected to the disc hat and can be integrally cast.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 이종재질의 브레이크 디스크에 따르면, 디스크 햇과 마찰판이 일체로 주조되어 결합력이 강해지고 제동력의 손실이 방지된다.According to the brake disc of the heterogeneous material having the structure as described above, the disc hat and the friction plate are integrally cast so that the bonding force is strong and the loss of the braking force is prevented.
또한, 디스크 햇은 구상흑연주철로 주조하여 내구성과 강도가 증대되고, 마찰판은 회주철로 주조하여 패드와 함께 뛰어난 마찰력을 제공할 수 있게 된다.In addition, the disc hat is cast in spherical graphite cast iron, and durability and strength are increased, and the friction plate is cast in gray cast iron to provide excellent friction with the pad.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이종재질의 브레이크 디스크에 대하여 살펴본다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings looks at the brake disc of the dissimilar material according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이종재질의 브레이크 디스크를 나타낸 단면도로서, 그 이종재질의 브레이크 디스크는, 차량의 너클부에 결합되며 강도가 강화되도록 구상흑연주철로 구성된 디스크 햇(disk hat, 160); 및 상기 디스크 햇(160)의 하단부를 두르는 원판형으로써 브레이크 패드(도면 미도시)와 접촉되며 마찰력의 강화를 위해 회주철로 구성된 마찰판(120);을 포함한다. 디스크 햇(160)과 마찰판(120)은 수직의 연장부인 월(wall, 140)로 연결되고, 그 월(140)은 구상흑연주철과 회주철이 상호 융화되도록 주조된다. 마찰판(120)에는 패드가 접촉되어 마찰력과 제동력을 제공하고, 디스크 햇(160)에는 볼팅홀(180)이 형성되어 너클부(도면 미도시)와 결합된다.2 is a cross-sectional view showing a brake disc of different materials according to an embodiment of the present invention, the brake disc of the dissimilar material is coupled to the knuckle portion of the vehicle and composed of a spherical graphite cast iron to enhance the strength (disk hat, 160); And a
도 3은 상기 브레이크 디스크의 재질과 특성을 나타낸 표로서, 디스크 햇(160)은 구상흑연주철인 FCD500(JS규격)을 사용할 수 있다. 구상흑연주철은 회주철이 갖지 못하는 구상화된 흑연과 ferrite 기지조직으로 10% 수준의 신률과 회주철 대비 우수한 강도를 보장해 주기 때문에 제동시 발생하는 토크 내구 강도를 견뎌냄과 동시에 철강재질 볼트의 직접 체결시 균열 발생 등을 억제해 주는 역할을 한다. 3 is a table showing the material and characteristics of the brake disc, the
마찰판(120)은 회주철인 FC200(JS규격)을 사용한다. FC200은 높은 Mn 함유로 인하여 높은 마찰력을 유지할 수 있다. pearlite 기지조직으로 인해 제동시의 내마모성을 유지해주며 상대진동 감쇄능이 우수하다. 또한 graphite 형성으로 인해 제동시 발생하는 제동열을 대기중으로 효과적으로 방출하는 역할을 한다. 이는 높은 열전도도를 보아도 알 수 있다. 또한, 상기 조직의 구체적인 성분의 배율은 실험에 따라 조절이 가능하다. The
도 4는 브레이크 디스크의 각 부분의 조직을 나타낸 도면으로서, (a)는 마찰판을 나타내고, (b)는 월을 나타내며, (c)는 디스크 햇을 나타낸다. 마찰판은 회주철로 구성되어 입자가 조밀하고 날카로우며, 월은 회주철과 구상흑연주철이 융화된 결합조직을 갖는다. 디스크 햇은 구상흑연주철로 구성되어 구상화된 흑연이 관찰되며 그 구상화된 흑연으로 인하여 회주철 대비 고강도의 유지가 가능해진다. 월은 회주철과 구상흑연주철이 상호 융화되는 지점으로서, 각 성분 간의 계면이 날카롭지 않게 형성하도록 함이 바람직하다.4 is a view showing the structure of each part of the brake disc, where (a) shows a friction plate, (b) shows a month, and (c) shows a disk hat. The friction plate is composed of gray cast iron, and the particles are dense and sharp, and the month has a connective structure in which gray cast iron and nodular graphite iron are fused. The disc hat is composed of spheroidal graphite iron, and spheroidized graphite is observed, and the spherical graphite enables high strength maintenance compared to gray cast iron. The wall is a point where gray cast iron and nodular graphite iron are mutually fused with each other, so that the interface between the components is not formed sharply.
도 5는 브레이크 디스크의 주조를 나타낸 도면으로서, 브레이크 디스크는 디 스크 햇(160)과 마찰판(120)이 몰드형(500) 내부에 형성된 캐비티(cavity, 600)에서 일체로 주조되도록 한다.FIG. 5 is a view illustrating casting of a brake disc. The brake disc allows the
몰드형(500)은 상부몰드(520)와 하부몰드(540)로 구성된다. 몰드형 내부에는 디스크의 주조를 위한 캐비티(600)가 형성된다. 캐비티(600)는 디스크 햇부분(640)과 월부분 및 마찰판부분(620)으로 나뉘는데, 상부몰드(520)에는 마찰판부분(620)이 위치하고 구상흑연주철이 입구(522)를 통하여 유입되도록 한다. 하부몰드(540)에는 디스크 햇부분(640)이 위치하고 회주철이 입구(542)를 통하여 유입되도록 한다. 또한, 하부몰드(540)에 주입되는 주철이 상부몰드(520)측으로 넘치지 않도록 상기 캐비티(600) 중 디스크 햇과 마찰판의 연결부분인 월부분에는 주철이 빠져나가는 오버플로우 출구(544)가 형성되도록 한다.The
주조의 순서를 살펴보면, 우선 하부몰드(540)에 구상흑연주철을 주입하여 디스크 햇(640)을 형성한다. 구상흑연주철이 일정 정도 차오르면 오버플로우 출구(544)를 통하여 용강이 유출되도록 하여 구상흑연주철은 디스크 햇(640)을 넘어 마찰판(620)측으로 유입되지 않는다. 구상흑연주철이 모두 유입된 후에는 일정시간의 응고시간이 지난 후 상부몰드(520)에 회주철을 주입한다. 회주철의 주입시기는 구상흑연주철이 90% 정도 응고된 시점에서 주입하도록 하여 월부분에서 상호 융화되어 응고되도록 한다. 구체적인 주입시점의 경우는 필요한 스펙에 따라 조절이 가능하다.Looking at the casting sequence, first, the spherical graphite iron is injected into the
또한, 마찰판을 상부몰드가 아닌 하부몰드에서 주조하는 것도 가능하고, 그에 따라 디스크 햇을 상부몰드에서 주조하는 것도 가능하다. 오버플로우 출구는 월 부분에서 적당한 위치에 맞도록 설정이 가능하다.It is also possible to cast the friction plate in the lower mold rather than in the upper mold, so that it is also possible to cast the disc hat in the upper mold. Overflow outlets can be set up to fit in the wall.
상기한 방식으로 디스크를 주조할 경우 디스크 햇은 구상흑연주철로 형성되고 마찰판은 회주철로 형성되어 각각의 목적에 부합하는 성능이 도출되며 양 부분을 연결하는 월은 양 성분이 적절히 융화되며 응고되어 계면을 통한 파단 등이 방지된다.When casting the disk in the above manner, the disk hat is formed of spheroidal graphite cast iron, and the friction plate is formed of gray cast iron to achieve the performance for each purpose. Breaking through is prevented.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be appreciated that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit of the invention provided by the following claims. It will be self-evident for those of ordinary knowledge.
도 1은 종래의 브레이크 디스크를 나타낸 절개 사시도.1 is a cutaway perspective view showing a conventional brake disk.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종재질의 브레이크 디스크의 단면도.2 is a cross-sectional view of a brake disc of different materials according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 이종재질의 브레이크 디스크의 재질특성을 나타낸 표로서,3 is a table showing material characteristics of the brake disc of different materials shown in FIG.
(a)는 각 재질의 조성성분을 나타낸 표.(a) is a table showing the composition of each material.
(b)는 각 재질의 물리적 특성을 나타낸 표.(b) is a table showing the physical properties of each material.
도 4는 도 2에 도시된 이종재질의 브레이크 디스크 각 부분의 조직을 나타낸 것으로서,Figure 4 shows the structure of each portion of the brake disc of the heterogeneous material shown in Figure 2,
(a)는 마찰판의 회주철을 나타낸 도면.(a) is a diagram showing the gray cast iron of the friction plate.
(b)는 월의 회주철과 구상흑연주철이 융화된 상태를 나타낸 도면.(b) is a view showing a state in which gray cast iron and nodular cast iron are fused.
(c)는 디스크 햇의 구상흑연주철을 나타낸 도면.(c) shows the spheroidal graphite cast iron of a disc hat.
도 5는 도 2에 도시된 이종재질의 브레이크 디스크의 주조과정을 나타낸 도면.5 is a view showing a casting process of the brake disc of different materials shown in FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 브레이크 디스크 120 : 마찰판 100: brake disc 120: friction plate
140 : 월 160 : 디스크 햇 140: month 160: disc hat
500 : 몰딩형 520 : 상부몰딩 500: molding 520: upper molding
540 : 하부몰딩 600 : 캐비티 540: lower molding 600: cavity
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KR1020080058297A KR20090132172A (en) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | A brake disk with dual materials |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101526585B1 (en) * | 2009-04-06 | 2015-06-05 | 현대자동차주식회사 | Brake disc and manufacturing mold thereof |
-
2008
- 2008-06-20 KR KR1020080058297A patent/KR20090132172A/en not_active Application Discontinuation
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