KR20180105808A - High reliability and Lightweight Pre-Mounting Brake System for Commercial Vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 상용차용 브레이크 디스크에 관한 것으로서, 자세하게는 허브와 결합되는 디스크의 체결부 마다 2개의 스프링을 구비한 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a brake disk for a commercial vehicle, and more particularly to a high reliability lightweight type free-mounting brake device for a commercial vehicle having two springs for each coupling portion of a disk coupled with a hub.
차량에 장착되는 디스크 브레이크 장치는 주행 중에 자동차를 감속시키거나, 정지 및 정지 상태를 유지하도록 하는 장치이다. 디스크 브레이크 장치는 바퀴 또는 휠과 함께 회전하는 원판형의 디스크의 양쪽을 브레이크 패드로 강하게 압박함으로써 제동력을 얻는다.A disc brake device mounted on a vehicle is a device for decelerating or stopping and stopping the vehicle while driving. The disc braking device obtains the braking force by strongly pressing both sides of a disk or a disk rotating together with the wheel or the wheel with the brake pads.
종래 디스크 브레이크 장치는 휠 또는 바퀴와 함께 회전하는 디스크, 디스크의 양측에 배치된 브레이크 패드, 브레이크 패드들을 디스크 쪽으로 가압하기 위한 피스톤과, 피스톤 및 브레이크 패드를 지지하는 캘리퍼를 구비한다.Conventional disc brake devices include discs that rotate with wheels or wheels, brake pads disposed on both sides of the disc, pistons to press the brake pads toward the disc, and calipers that support the pistons and brake pads.
한편, 종래 디스크 브레이크 장치는 디스크와 허브의 일체형으로 형성될 경우 구상흑연주철 또는 탄소강만으로 제조되어 브레이크 장치의 무게가 증가하여 차량 연비가 증가하며, 제동거리가 증가하는 문제점이 있다.Meanwhile, when the disc brake unit is formed integrally with the disc and the hub, the disc brake unit is made of only nodular graphite cast iron or carbon steel, which increases the weight of the brake unit, thereby increasing vehicle fuel economy and increasing braking distance.
또한, 디스크와 허브가 동일한 재질로 형성되므로써 열이 용이하게 외부로 배출되지 않아 열화에 의한 디스크 표면 균열이 발생되는 문제점이 있다.In addition, since the disk and the hub are formed of the same material, the heat is not easily discharged to the outside, which causes surface cracking of the disk due to deterioration.
특히, 내리막에서는 차량의 무게가 크면 제동력이 감소하며, 잦은 제동에 의해 디스크 표면 균열뿐만 아니라, 화재가 발생되는 문제점이 있다.In particular, in the downhill, when the weight of the vehicle is large, the braking force is reduced, and frequent braking causes not only disk surface crack but also fire.
또한, 종래 디스크 브레이크 장치는 디스크와 허브의 일체형으로 형성될 경우 디스크와 허브가 직체결되어 체결부에 열응력이 집중되므로 체결부의 수축과 팽창이 반복되어 열변형이 초래되므로 소음이 발생할 수 있고, 심할 경우 디스크의 파손 또는 체결력의 약화로 인해 차량의 사고를 유발할 수 있는 문제점이 있다.In addition, when the disc brake unit is integrally formed with the disc and the hub, the disc and the hub are directly coupled to each other, so that thermal stress is concentrated on the coupling unit. Thus, shrinkage and expansion of the coupling unit repeatedly cause thermal deformation, There is a problem in that it may cause an accident of the vehicle due to the breakage of the disk or the weakening of the fastening force.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 주조 또는 단조되어 베어링 하우징과 일체된 허브와 주조되어 일체된 디스크의 체결 시 스프링 갭을 이용하여 체결함으로써 직체결을 방지하며 스프링 플레이트를 이용하여 체결함으로써 디스크의 변형에 대한 자율성을 부여하고, 디스크와 허브를 공기의 흐름이 원활한 구조로 형성하여 냉각성능을 향상시키며, 경량화를 달성할 수 있는 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치를 제공하는 데 있다.A problem to be solved by the present invention is to solve the problem of the deformation of the disk by the use of the spring plate to prevent the direct fastening by tightening the spring gaps when the disks are cast or forged and fastened with the hub integrated with the bearing housing, Mounting type brake device for a commercial vehicle, which is capable of improving the cooling performance and lightening the disk and the hub by forming a smooth flow structure of the disk and the hub.
상기 과제를 해결하기 위하여, 상용차에 사용되는 브레이크 조립체로서, 차축이 삽입되어 회전되도록 베어링이 장착되는 베어링 하우징을 결합하는 메인부와 상기 메인부의 외각에 형성되어 차량에 결합되도록 하는 플렌지부로 구성되는 허브부 및 제1 및 제2 디스크로 구성되되, 상기 제1 및 제2 디스크 사이에 다수의 리브가 형성되고, 상기 제1 및 제2 디스크 및 다수의 리브가 일체형으로 형성되어 상기 허브부와 결합되는 디스크부를 포함하되, 상기 허브부 및 디스크부의 결합시, 상기 플렌지부가 형성된 메인부의 타단에 형성되는 다수의 결합홈에 상기 디스크부의 제1 및 제2 디스크 사이에 형성되어 내측으로 돌출되는 결합돌출부가 상응하도록 결합되며, 상기 결합홈과 결합돌출부 사이에 스프링갭이 구비되고, 상기 스프링갭에는 스프링 플레이트가 볼트에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치를 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, a brake assembly for use in a commercial vehicle is provided. The brake assembly includes a main portion for engaging a bearing housing to which a bearing is mounted for rotation with an axle inserted therein, and a hub A plurality of ribs are formed between the first and second disks, and the first and second disks and the plurality of ribs are integrally formed to form a disk portion coupled with the hub portion, And a coupling protrusion formed between the first and second discs of the disc portion and protruding inward is formed in a plurality of coupling grooves formed at the other end of the main portion having the flange portion when the hub portion and the disc portion are coupled, Wherein a spring gap is provided between the engaging groove and the engaging projection, and the spring gap That it is possible to provide a light-weight free mounting the brake device and the reliability for commercial vehicles, characterized in that is fastened by a bolt.
이때, 상기 허브부는 상기 베어링 하우징, 메인부 및 플렌지부가 일체로 형성되며, 상기 베어링 하우징이 차압 주조 장치의 금형부 챔버에 삽입된 후, 상기 금형부 챔버 하부에 마련된 보온로에 용융된 재료가 상기 금형부 챔버와 상기 보온로 사이의 압력차에 의해 상기 금형부 챔버로 공급되는 차압 주조 방식 또는 상기 금형부 챔버로 공급되는 저압 주조 방식 또는 금형부 챔버 내로 용탕을 넣어 100ton 이상의 압력(용탕단조)으로 제조될 수 있다.At this time, the hub part is formed integrally with the bearing housing, the main part and the flange part. After the bearing housing is inserted into the mold part chamber of the differential pressure casting device, the molten material in the heat insulating furnace, Pressure casting method in which the molten metal is supplied to the mold part chamber by a pressure difference between the mold part chamber and the heat insulating path or a low pressure casting method supplied to the mold part chamber or by putting the molten metal into the mold part chamber, .
또한, 상기 메인부는 스크류 형태로 형성될 수 있다.The main portion may be formed in a screw shape.
또한, 상기 메인부 및 플렌지부는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재로 형성되며, 상기 베어링 하우징은 구상흑연주철 또는 탄소강으로 형성될 수 있다.The main portion and the flange portion may be formed of aluminum or an aluminum alloy material, and the bearing housing may be formed of spheroidal graphite cast iron or carbon steel.
또한, 상기 다수의 리브는 제1 디스크 또는 제2 디스크의 적어도 하나의 원주상에 일정한 형태로 형성되며, 상기 결합돌출부 및 각각의 다수의 리브는 서로 교차되도록 형성되어 배기유로를 형성하는 베인(vane)구조일 수 있다.The plurality of ribs are formed in a predetermined shape on at least one circumference of the first disk or the second disk, and the engaging protrusions and the plurality of ribs are formed to intersect with each other to form vanes ) Structure.
또한, 상기 다수의 리브는 마름모, 다이아몬드, 원 또는 타원, 삼각형, 유선형의 형태 중 하나 이상의 형태로 형성될 수 있다.Further, the plurality of ribs may be formed in at least one of rhombic, diamond, circle, elliptical, triangular, and streamlined shapes.
또한, 상기 디스크부는 구상흑연주철로 형성될 수 있다.In addition, the disc portion may be formed of spheroidal graphite cast iron.
또한, 상기 디스크부는 사형 주조 방식 또는 차압 주조 방식에 의해 제조될 수 있다.Also, the disk portion may be manufactured by a sand casting method or a differential pressure casting method.
또한, 상기 스프링갭과 스프링 플레이트는 오스테나이트계 스테인리스강 재질로 구비될 수 있다.In addition, the spring gap and the spring plate may be made of an austenitic stainless steel material.
본 발명의 실시 예에 따른 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치는 로터와 디스크가 일체화된 디스크부와 일체형 허브를 구성하는 일부 구성요소에 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 이용하여 무게를 줄이며 열적 특성과 내구성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 차량의 제동력을 상승시키고, 동시에 연비를 개선할 수 있다.A high reliability lightweight type free mounting brake device for a commercial vehicle according to an embodiment of the present invention reduces weight by using aluminum or an aluminum alloy for a disk part in which a rotor and a disk are integrated and a part constituting an integral hub, Can be improved. As a result, the braking force of the vehicle can be increased and the fuel consumption can be improved at the same time.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치는 브레이크 작동시 열전달을 효과적으로 하여 디스크 파손을 줄여 사고 발생 위험을 낮출 수 있는 효과가 있다.In addition, the high reliability lightweight type free mounting brake apparatus for a commercial vehicle according to the embodiment of the present invention has an effect of reducing the risk of accidents by reducing the damage of the disk by effectively transferring heat during the brake operation.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치는 디스크부와 허브의 체결 시 스프링 갭과 스프링 플레이트로 인해 직체결이 방지되며, 디스크의 변형에 대한 자율성이 부여되어 디스크의 팽창 또는 트위스트에 대한 변형이 유연한 효과가 있다.In addition, the high-reliability lightweight type free-mounting brake apparatus for a commercial vehicle according to the embodiment of the present invention prevents direct engagement due to the spring gap and the spring plate when the disk unit and the hub are fastened, The expansion or twisting of the twist is flexible.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치는 로터와 허브가 공기의 흐름이 원활한 구조로 형성되어 냉각성능이 향상된 효과가 있다.Also, according to the embodiment of the present invention, the highly reliable lightweight type free mounting brake apparatus for a commercial vehicle has an effect that the rotor and the hub are formed in a smooth flow structure to improve the cooling performance.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치는 허브와 디스크 조립부 사이에 SUS 철판이 격벽 및 공간역할을 함으로써, 디스크의 제동열에 의한 충격을 알루미늄 허브가 직접적으로 받지 않고 분위기 온도로 전달받아 알루미늄 허브가 냉각시킴으로써 허브내의 베어링 윤활유의 성능을 유지할 수 있다.Further, in the high-reliability lightweight type free-mounting brake apparatus for a commercial vehicle according to the embodiment of the present invention, the SUS steel plate acts as a partition wall and a space between the hub and the disk assembly portion so that the aluminum hub directly receives an impact caused by the braking heat of the disk And the performance of the bearing lubricating oil in the hub can be maintained by cooling the aluminum hub.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 브레이크 장치의 디스크부와 허브부를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 디스크부에서 스프링갭과 스프링 플레이트를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 디스크부의 A-A'를 절개한 단면도이다.
도 5의 (a)~(e)는 도 1의 브레이크 장치의 조립을 순차적으로 나타낸 조립도이다.
도 6은 도 1 내지 3에 도시된 디스크부의 일부를 절개하여 도시한 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 허브부를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 브레이크 장치를 절개한 후 공기의 유동 방향을 도시한 단면도이다.
도 9 내지 도 11은 도 1 내지 도 7에 도시된 디스크부와 허브부의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.1 is a perspective view illustrating a brake device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the disc portion and the hub portion of the brake device shown in FIG.
3 is an exploded perspective view showing the spring gap and the spring plate disassembled from the disc portion shown in FIG.
4 is a cross-sectional view of the disc portion of FIG. 2 taken along line A-A '.
5 (a) to 5 (e) are assembly views sequentially showing the assembling of the brake device of Fig.
Fig. 6 is a cross-sectional view showing a part of the disc portion shown in Figs.
FIG. 7 is an exploded perspective view of the hub portion shown in FIG. 1; FIG.
8 is a cross-sectional view showing the flow direction of air after cutting the brake device shown in Fig.
FIGS. 9 to 11 are views for explaining a manufacturing method of the disk unit and the hub unit shown in FIGS. 1 to 7. FIG.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the description of the present invention with reference to the drawings is not limited to a specific embodiment, and various transformations can be applied and various embodiments can be made. It is to be understood that the following description covers all changes, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the following description, the terms first, second, and the like are used to describe various components and are not limited to their own meaning, and are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Like reference numerals used throughout the specification denote like elements.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms " comprising, "" comprising, "or" having ", and the like are intended to designate the presence of stated features, integers, And should not be construed to preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 11 attached herewith.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 장치를 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 브레이크 장치의 디스크부와 허브부를 분해하여 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 디스크부에서 스프링갭과 스프링 플레이트를 분해하여 도시한 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 디스크부의 A-A'를 절개한 단면도이며, 도 5의 (a)~(e)는 도 1의 브레이크 장치의 조립을 순차적으로 나타낸 조립도이다. FIG. 1 is a perspective view illustrating a braking device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the disc portion and the hub portion of the braking device shown in FIG. 1, FIG. 4 is a cross-sectional view of the disc portion of FIG. 2 taken along line A-A ', and FIGS. 5 (a) to 5 (e) are cross- Fig. 8 is an assembly view sequentially showing the assembly of the apparatus.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 브레이크 장치(10)는 디스크부(100) 및 허브부(200)를 포함할 수 있다. 또한, 디스크부(100)와 허브부(200)의 결합시 스프링갭(300)과 스프링 플레이트(400)가 구비되어 디스크 변형이 자유로운 프리마운팅 구조일 수 있다.1 to 5, a
구체적으로, 디스크부(100)는 브레이크 동작을 위해 형성될 수 있다. 디스크부(100)는 허브부(200)와 결합되어 제동력을 차축에 전달할 수 있다. 디스크부(100)는 원반형태로 형성되며, 중앙에 차축이 삽입되는 관통부(105)가 형성될 수 있다.Specifically, the
또한, 디스크부(100)는 관통부(105) 주변에 허브부(200)와의 결합을 위한 복수의 결합돌출부(140)가 형성될 수 있다.The
디스크부(100)는 제1 및 제2 디스크(110, 120)와 다수의 리브(130)가 일체로 형성될 수 있다. 이때, 디스크부(100)는 제1 및 제2 디스크(110, 120)와 다수의 리브(130)가 같은 재질로 형성될 수 있다. 디스크부(100)에 대한 설명은 도 6을 참조하여 다시 설명하기로 한다.In the
허브부(200)는 차축(미도시)과 결합되어 차량의 동력을 바퀴에 전달할 수 있다. 또한, 허브부(200)는 디스크부(100)와 결합되어 디스크부(100)에서 제공되는 제동력을 차축에 전달하여 차량의 속도를 감속하도록 할 수 있다. 또한, 허브부(200)는 브레이크 동작시 소음과 진동을 저감시킬 수 있다.The
허브부(200)는 중앙에 차축이 회전하도록 베어링 설치를 위한 베어링 하우징(270)이 일체로 형성될 수 있다.The
허브부(200)는 디스크부(100)와의 결합을 위해 스프링갭(300)과 스프링 플레이트(400)가 고정되도록 복수의 결합홈(215)이 형성될 수 있다. 결합홈(215)은 결합돌출부(140)와 상응하도록 복수개가 형성될 수 있다.A plurality of
허브부(200)는 메인부(210), 플렌지부(230) 등이 베어링 하우징(270)과 서로 다른 소재로 형성되어 열전달, 강도, 진동흡수 등의 기능을 수행할 수 있다.In the
허브부(200)에 대한 설명은 도 7을 참조하여 다시 하기로 한다.The description of the
본 발명에 따른 브레이크 장치(10)는 디스크부(100)와 허브부(200)의 결합시 스프링갭(300)과 스프링 플레이트(400)를 구비하여 결합할 수 있다.The
스프링갭(300)은 결합홈(215)에 접하는 결합돌출부(140) 사이로 구비될 수 있다. 즉, 스프링갭(300)은 결합돌출부(140)가 결합홈(215)에 결합 시, 결합돌출부(140)와 결합홈(215) 사이로 삽입될 수 있다. 이때, 스프링갭(300)은 결합돌출부(140)에 체결될 수 있도록, 관통되고 일면이 절개되어 결합돌출부(140)의 외면에 상응하는 내면을 형성할 수 있다. 즉, 'U'자형과 유사한 형태일 수 있다.The
또한, 스프링갭(300)은 스프링 플레이트(400)를 지지하도록 절개면의 일측 양끝단에 수직하게 형성되며, 스프링갭(300) 내측방향을 향하는 플레이트 지지판(310)이 형성될 수 있다.The
플레이트 지지판(310)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링 플레이트(400)가 접하여 볼트(350)에 의해 체결될 수 있다. 이를 위해, 결합돌출부(140)와 스프링 플레이트(400)는 볼트(350)가 삽입될 수 있는 체결공(미도시)을 각각 형성할 수 있다. As shown in FIG. 4, the
즉, 디스크부(100)와 허브부(200)의 체결 시, 디스크부(100)에 형성된 복수개의 결합홈(215)에 허브부(200)의 복수개의 결합돌출부(140)가 대응되게 삽입되며, 이때, 결합홈(215)에는 스프링갭(300)이 함께 삽입되어 결합홈(215)과 결합돌출부(140) 사이에 스프링갭(300)이 형성될 수 있다. 또한, 스프링갭(300)에 형성된 플레이트 지지판(310)에는 스프링 플레이트(400)의 양단이 마주하고 스프링 플레이트(400)와 결합돌출부(140)에 각각 형성된 체결공(미도시)으로 볼트(350)를 삽입하여 스프링 플레이트(400)를 체결할 수 있다.That is, when the
이를 통해, 디스크부(100)는 허브부(200)와 조립시 스프링갭(300)으로 인해 조립성이 향상되는 동시에, 허브부(200)로의 직접적 열전달이 차단될 수 있으며, 스프링 플레이트(400)로 인해 디스크 변형이 자유로운 프리마운팅 구조로 형성되어 제동시 디스크부(100)에 발생되는 열로 인한 팽창 및 트위스트 변형에 따른 자유도가 증가하여 디스크부(100)의 크랙을 방지할 수 있다. Accordingly, the
즉, 스프링갭(300)과 스프링 플레이트(400)가 장착됨으로써 조립이 용이하면서도 허브부(200)로의 직접적 열전달을 방지할 수 있으며, 디스크부(100)의 팽창 및 휨이 발생되어도 유연하게 대처되도록 할 수 있다. 이때, 자유도는 1.0mm 이하 변형까지 적용될 수 있으며, 스프링 플레이트(400)의 눌림은 0.5mm까지 이루어질 수 있으나, 이는 예시적인 것으로서 한정되는 것은 아니다.That is, by mounting the
이때, 디스크부(100)와 허브부(200)의 조립은 도 5의 (a)~(e)에 도시된 바와 같이 디스크부(100)를 허브부(200)의 메인부(210) 측으로 삽입한 후, 결합홈(215)에 대응되도록 회전시켜 결합홈(215)측으로 당김으로써 조립이 이루어질 수 있다. 조립후에는 스프링갭(300)과 스프링 플레이트(400)를 각각 체결하여 브레이크 장치(10)를 완성시킬 수 있다.5 (a) to 5 (e), the
한편, 스프링갭(300) 및 스프링 플레이트(400)는 오스테나이트계 스테인리스강 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 SUS304 재질로 형성될 수 있다. 또한, 볼트(350)는 SCM435 등의 무게가 가볍고 경도가 강한 소재로 형성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the
도 6은 도 1 내지 3에 도시된 디스크부의 일부를 절개하여 도시한 단면도이다.Fig. 6 is a cross-sectional view showing a part of the disc portion shown in Figs.
디스크부(100)는 제1 디스크(110), 제2 디스크(120) 및 다수의 리브(130)를 포함할 수 있다.The
구체적으로, 제1 디스크(110)와 제2 디스크(120)는 추후 브레이크 패드(미도시)와 밀착되어 제동력을 발생시킬 수 있다.Specifically, the
또한, 제1 디스크(110)와 제2 디스크(120) 사이에는 결합돌출부(140)를 포함한 다수의 리브(130)를 형성하여 허브부(200)와 결합할 수 있다. 즉, 제1 디스크(110), 제2 디스크(120), 다수의 리브(130), 결합돌출부(140)는 서로 일체로 형성되며, 결합돌출부(140)는 디스크부(100)의 내측 즉, 관통부(105)측으로 돌출될 수 있다.A plurality of
관통부(105)는 차축이 장착되도록 디스크부(100) 중앙에 형성될 수 있다. 즉, 관통부(105)의 주변을 따라 결합돌출부(140)가 형성되는 구조이다. The penetrating
한편, 다수의 리브(130)는 제1 디스크(110) 또는 제2 디스크(120)의 일면의 적어도 하나의 원주상에 일정한 형태로 형성될 수 있다. 도 6을 참조하여 예를 들면, 다수의 리브(130)는 3개의 원주상에 형성될 수 있으며, 각 원주상에 형성된 리브의 형태는 일정하게 형성될 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서 다수의 리브(130)는 하나 또는 두개의 원주상에 형성될 수 있으며, 3개 이상의 원주상에 형성될 수도 있다.The plurality of
또한, 다수개 형성된 각각의 리브(130)와 결합돌출부(140)는 서로 교차되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 디스크(110) 또는 제2 디스크(120)의 일면은 다수의 리브(130)와 결합돌출부(140)가 서로 교차되도록 돌출되어 배기유로를 형성하는 베인(vane)구조 일 수 있다.In addition, each of the plurality of
이를 통해, 제1 및 제2 디스크에서 발생되는 열을 효과적으로 배출하여 냉각성능이 향상될 수 있다.Accordingly, the heat generated from the first and second disks can be effectively discharged to improve the cooling performance.
한편, 다수의 리브(130)는 마름모, 다이아몬드, 원 또는 타원, 삼각형, 유선형의 형태 중 하나 이상의 형태로 형성될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 3개의 원주상에 형성되는 리브(130)를 예를 들어 설명하면, 하나의 원주상에는 마름모 형태의 리브가 형성되며, 또 다른 두 개의 원주상에는 삼각형의 형태의 리브가 형성될 수 있다. 또한, 세개의 원주상을 각각 다르게 마름모, 삼각형, 다이아몬드 형태의 리브로 형성할 수 있다. 이와 같이, 다수의 리브(130)는 마름모, 다이아몬드, 원 또는 타원, 삼각형, 유선형의 형태 중의 하나 이상으로 교차 선택하여 형성할 수 있다.Meanwhile, the plurality of
한편, 리브(130)는 마름모 또는 다이아몬드 형상으로 형성되어 주조시 주조성을 향상시키는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. Meanwhile, it is preferable that the
한편, 제1 디스크(110)와 제2 디스크(120)는 사형 주조 방식 또는 차압 주조 방식으로 제조될 수 있다. 이때, 다수의 리브(130) 및 결합돌출부(140)도 동시에 형성될 수 있다.Meanwhile, the
또한, 제1 및 제2 디스크(120)와 다수의 리브(130) 및 결합돌출부(140)는 상술한 바와 같이 같은 재질로 형성되며, 이때 재질은 흑연구상주철인 FC210D, FC250D 또는 탄소강 등의 소재가 사용될 수 있다.The first and
도 7은 도 1에 도시된 허브부를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.FIG. 7 is an exploded perspective view of the hub portion shown in FIG. 1; FIG.
도 7에 도시된 바와 같이, 허브부(200)는 차축(미도시)을 지지하며, 차체에 고정될 수 있다. 이를 위하여, 허브부(200)는 차축(미도시)의 지지 및 회전이 가능하도록 중앙에 관통되도록 형성된 차축 삽입홀(280)을 구비할 수 있다.As shown in Fig. 7, the
또한, 허브부(200)는 메인부(210)와 플렌지부(230) 및 베어링 하우징(270)이 일체로 구성될 수 있다.The
메인부(210)는 중앙에 베어링 하우징(270)이 부착될 수 있는 하우징 삽입홀(250)이 형성될 수 있다. 또한, 메인부(210)는 디스크부(100)가 결합될 수 있도록 상술한 바와 같이 결합홈(215)이 형성될 수 있다. 이때, 결합홈(215)은 하우징 삽입홀(250)의 주변에 형성될 수 있다. The
플렌지부(230)는 차량에 결합되도록 다수의 체결부(240)가 형성될 수 있다. 또한, 체결부(240)에는 스터드 볼트(245)가 체결될 수 있으며, 스터드 볼트(245)에 의해 본 발명의 브레이크 장치(10)는 차량과 결합될 수 있다. 이때, 스터드 볼트(245)는 무게가 가볍고 경도가 강한 SCM435 등의 소재로 형성될 수 있다.The
한편, 베어링 하우징(270)은 메인부(210)에 형성된 하우징 삽입홀(250)에 결합될 수 있다. 베어링 하우징(270)은 중앙이 관통되는 차축 삽입홀(280)이 형성되어 차축이 설치되도록 하며, 차축 회전을 위한 베어링이 내부에 형성될 수 있다.Meanwhile, the bearing
상기 허브부(200)는 베어링 하우징(270)이 사형 주조 등의 방식으로 통해 제조되고, 허브 금형에 삽입한 이후, 용탕단조 방식 또는 차압 주조 방식을 통해 일체형으로 형성될 수 있다.The
이때, 베어링 하우징(270)의 외주면에 메인부(210) 내에서 미끌리지 않도록 복수의 고정홈(275)이 형성될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 고정홈(275)은 베어링 하우징(270)의 길이 방향으로 일정 길이로 오목하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 베어링 하우징(270)에 장착된 베어링이 차축의 회전에 의한 열이 발생될 경우, 베어링과 메인부(210)간의 열팽창 계수 차이로 인한 베어링 헛돔 현상을 방지할 수 있다.At this time, a plurality of fixing
이때, 메인부(210)의 하우징 삽입홀(250)의 외주면에는 상기 고정홈(275)에 상응하는 고정돌기부(255)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 고정돌기부(255)는 고정홈(275)에 결합되어 베어링 하우징(270)이 메인부(210)에 고정되도록 할 수 있다.At this time, a fixing
허브부(200)의 제조방법에 대한 설명은 도 9 내지 도 11을 참조하여 다시 설명하기로 한다.The method of manufacturing the
한편, 허브부(200)는 AL356의 재질로 형성될 수 있다.Meanwhile, the
AL356은 하기 표 1과 같은 조성물로 이루어진다.AL356 is composed of the composition shown in Table 1 below.
또한, A356은 표 2와 같은 물리적 특성을 갖는다.In addition, A356 has physical properties as shown in Table 2.
상기 표 2와 같이 AL356은 기계적 강도가 우수하며, 내열성 및 열전도율 등이 매우 우수한 특징을 가진다.As shown in Table 2, AL356 has excellent mechanical strength and excellent heat resistance and thermal conductivity.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 허브부(200)는 베어링 하우징 또는 디스크부(100)에서 발생된 열을 흡수하여 외부로 용이하게 방출할 수 있다. 또한, 무게가 타 금속들에 비해 적어 연비개선과 함께 제동거리를 줄일 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the
한편, 허브부(200)는 열 배출을 더 용이하게 하도록 메인부(210)의 형태가 스크류로 형성될 수 있다. Meanwhile, the shape of the
즉, 도 1에 도시된 브레이크 장치를 절개한 후 공기의 유동 방향을 도시한 단면도인 도 8을 참조하면, 구상흑연주철로 형성되는 디스크부(100)와 다른 재질인 AL356 재질로 형성되는 허브부(200)로 인해, 디스크부(100)의 열이 용이하게 흡수될 수 있으며, 흡수된 열은 스크류 형태로 인해 공기의 흐름을 원활하게 하여 외부로 용이하게 방출할 수 있다. 또한, 디스크부(100)는 제1 디스크(110)와 제2 디스크(120) 사이에 다수의 리브가 베인(vane)구조로 형성됨으로 인해 열배출이 보다 용이하여 냉각성능이 현저히 향상될 수 있다.Referring to FIG. 8, which is a cross-sectional view illustrating the flow direction of air after cutting the braking device shown in FIG. 1, a hub unit (not shown) made of AL356 material, which is different from the
또한, 디스크부(100)와 허브부(200) 체결 시, 스프링갭(300)으로 인해 조립성이 향상되며, 디스크부(100)와 허브부(200)의 직접적인 열전달을 방지할 수 있고, 스프링 플레이트(400)로 인해 디스크부(100) 변형이 자유로워 디스크부(100)의 크랙을 방지할 수 있다.When the
도 9 내지 도 11은 도 1 내지 도 7에 도시된 디스크부와 허브부의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.FIGS. 9 to 11 are views for explaining a manufacturing method of the disk unit and the hub unit shown in FIGS. 1 to 7. FIG.
차압 주조 장치는 상부에 금형부 챔버(600)가 설치되고, 그 하부에 보온로(500)가 설치될 수 있다. 보온로(500)는 주조 시 사용될 재료가 용융되는 용탕이다. 차압 주조 장치는 금형부 챔버(600)와 보온로(500) 사이의 압력차에 의해 보온로(500)에 용융된 재료가 금형부 챔버(600)에 공급되어 주조하는 방식에 사용될 수 있다.In the differential pressure casting apparatus, a
도 9에 도시된 차압 주조 장치에 미리 제조된 베어링 하우징(270)을 허브 금형이 구비된 금형부 챔버(600)에 고정할 수 있다. 이어서, 차압 주조 장치의 금형부 챔버(600)와 보온로(500)가 동일한 압력을 가지도록 가압한다. 이때, 금형부 챔버(600)와 보온로(500)의 내부 압력은 2.0[bar]가 유지되도록 한다. 또한, 보온로(500) 상술한 AL356이 용융된 재료가 내재된다.The bearing
이어서, 도 10에 도시된 바와 같이 금형부 챔버(600)의 압력을 2.5[bar]로 상승시킬 수 있다. 이에 따라, 금형부 챔버(600)와 보온로(500) 사이의 압력차에 의해 보온로(500)에 용융된 AL356가 금형부 챔버(600)로 공급될 수 있다.Then, as shown in FIG. 10, the pressure of the
상기와 같이, 금형부 챔버(600)에 압력이 높아져 용융된 AL356이 금형부 챔버(600)의 금형 내에 유입되면 일반 주조 방식과 대비하여 기포발생이 현저하게 줄어든다. 또한, 물성 편차가 적어, 허브부(200)가 균일한 물성을 가질 수 있다.As described above, when the molten AL356 flows into the mold of the
이후, 도 11에 도시된 바와 같이, 금형부 챔버(600) 내에 AL356이 완전히 응고된 이후 금형부 챔버(600)를 분리하여 허브부(200)를 취출한다.11, after the AL 356 is completely solidified in the
상기 일체형 허브는 도 9 내지 도 11과 다른 방식으로 제조될 수 있다.The integral hub can be manufactured in a manner different from that of Figs.
예를 들면, 용탕단조 방식을 이용하여 허브부(200)를 제조할 수 있다. 먼저, 용탕 단조 방식에 사용되는 장치에 대한 설명을 간략하게 하기로 한다. 용탕단조 장치는 하부에 금형부 챔버가 구비되고, 그 상부에 보온로가 구비될 수 있다. For example, the
먼저, 금형부 챔버에 허브 형성을 위한 금형에 베어링 하우징을 장착한다. 이후, 약 180[bar]의 압력으로 보온로에 용융된 AL356을 금형부 챔버에 공급한다. 이를 통해, 금형 내에 공급되는 AL356 재료에 포함된 기포가 완전히 제거되어 일체형 허브가 제조될 수 있다.First, a bearing housing is mounted on a mold for forming a hub in a mold section chamber. Thereafter, the molten AL356 is supplied to the mold section chamber at a pressure of about 180 [bar]. Through this, the bubbles contained in the AL356 material supplied in the mold can be completely removed, and an integral hub can be manufactured.
상기와 같은 공정을 통해 제조된 일체형 허브는 내부에 기포가 제거되어 물성 편차가 적다.The integrated hub manufactured through the above-described process has little variation in physical properties due to removal of bubbles therein.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 장치(10)의 디스크부(100)도 상기 도 9 내지 도 11에 도시된 방법을 이용하여 제조될 수 있다.Meanwhile, the
즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 차압 주조 장치에 미리 제조되어 결합된 제1 및 제2 디스크(110, 120)를 금형부 챔버(600)에 고정한다. 이어서, 차압 주조 장치의 금형부 챔버(600)와 보온로(500)가 동일한 압력을 가지도록 가압한다. 이때, 금형부 챔버(600)와 보온로(500)의 내부 압력은 2.0[bar]가 유지되도록 한다. 또한, 보온로(500)는 구상흑연주철이 용융된 재료가 내재된다. That is, as shown in FIG. 9, the first and
이어서, 도 10에 도시된 바와 같이 금형부 챔버(600)의 압력을 2.5[bar]로 상승시킨다. 이에 따라, 금형부 챔버(600)와 보온로(500) 사이에 압력차에 의해 보온로(500)에 용융된 구상흑연주철이 금형부 챔버(600)로 공급된다. 이때, 용융된 구상흑연주철은 금형부 챔버(600)에 상기 제1 및 제2 디스크(110, 120)의 사이로 공급된다.Then, the pressure of the
상기와 같이, 금형부 챔버(600)에 압력이 높아져 용융된 구상흑연주철이 금형부 챔버(600)의 금형 내에 유입되면 일반 주조 방식과 대비하여 기포발생이 현저하게 줄어든다. 또한, 물성 편차가 적어, 디스크부(100)가 균일한 물성을 가짐에 따라, 브레이크 동작 또는 차축회전시 발생되는 열이 디스크부(100) 전체에 균일하게 전달되도록 할 수 있다.As described above, when the molten spheroidal graphite cast iron flows into the mold of the
이후, 도 11에 도시된 바와 같이, 금형부 챔버(600) 내에 구상흑연주철이 완전히 응고된 이후 금형부 챔버(600)를 분리하여 일체형 디스크부(100)를 취출한다.11, after the spheroidal graphite cast iron is completely solidified in the
또한, 디스크부(100)는 사형 주조 방식으로도 제조될 수 있다. 이는, 사형을 이용하여 실시하는 가장 일반적인 주조법으로써 당업자에게 있어서 흔히 알려진 주조법이므로 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다. In addition, the
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. The embodiments described above are therefore to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.
10 : 브레이크 장치
100 : 디스크부
105 : 관통부
110 : 제1 디스크
120 : 제2 디스크
130 : 리브
140 : 결합돌출부
200 : 허브부
210 : 메인부
215 : 결합홈
230 : 플렌지부
240 : 체결부
245 : 스터드 볼트
250 : 하우징 삽입홀
255 : 고정돌기부
270 : 베어링 하우징
275 : 고정홈
280 : 차축 삽입홀
300 : 스프링갭
310 : 플레이트 지지판
350 : 볼트
400 : 스프링 플레이트
500 : 보온로
600 : 금형부 챔버10: Brake device
100: disk portion
105:
110: first disk
120: second disk
130: rib
140: engaging projection
200: hub part
210: main part
215: engaging groove
230: flange section
240: fastening portion
245: Stud bolt
250: housing insertion hole
255: Fixing projection
270: Bearing housing
275: Fixing groove
280: Axle insertion hole
300: spring gap
310: Plate support plate
350: Bolt
400: spring plate
500: Insulation furnace
600: mold chamber
Claims (9)
차축이 삽입되어 회전되도록 베어링이 장착되는 베어링 하우징을 결합하는 메인부와 상기 메인부의 외각에 형성되어 차량에 결합되도록 하는 플렌지부로 구성되는 허브부 및
제1 및 제2 디스크로 구성되되, 상기 제1 및 제2 디스크 사이에 다수의 리브가 형성되고, 상기 제1 및 제2 디스크 및 다수의 리브가 일체형으로 형성되어 상기 허브부와 결합되는 디스크부를 포함하되,
상기 허브부 및 디스크부의 결합시,
상기 플렌지부가 형성된 메인부의 타단에 형성되는 다수의 결합홈에 상기 디스크부의 제1 및 제2 디스크 사이에 형성되어 내측으로 돌출되는 결합돌출부가 상응하도록 결합되며,
상기 결합홈과 결합돌출부 사이에 스프링갭이 구비되고, 상기 스프링갭에는 스프링 플레이트가 볼트에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치.
1. A brake assembly for use in a commercial vehicle,
A hub portion formed of a main portion for engaging a bearing housing to which the bearing is mounted so that the axle is inserted and rotated, and a flange portion formed on an outer periphery of the main portion to be engaged with the vehicle,
And a disc portion formed of first and second discs, wherein a plurality of ribs are formed between the first and second discs, and the first and second discs and the plurality of ribs are integrally formed and coupled with the hub portion, ,
Upon engagement of the hub portion and the disk portion,
The coupling protrusions formed between the first and second discs of the disc portion and projecting inward are correspondingly coupled to the plurality of coupling grooves formed at the other end of the main portion having the flange portion,
Wherein a spring gap is provided between the engaging groove and the engaging projection, and a spring plate is fastened to the spring gap by a bolt.
상기 허브부는,
상기 베어링 하우징, 메인부 및 플렌지부가 일체로 형성되며,
상기 베어링 하우징이 차압 주조 장치의 금형부 챔버에 삽입된 후, 상기 금형부 챔버 하부에 마련된 보온로에 용융된 재료가 상기 금형부 챔버와 상기 보온로 사이의 압력차에 의해 상기 금형부 챔버로 공급되는 차압 주조 방식 또는 상기 금형부 챔버로 공급되는 저압 주조 방식 또는 금형부 챔버 내로 용탕을 넣어 100ton 이상의 압력(용탕단조)으로 제조되는 것을 특징으로 하는 일체형 허브.
The method according to claim 1,
The hub unit includes:
Wherein the bearing housing, the main portion and the flange portion are integrally formed,
After the bearing housing is inserted into the mold section chamber of the differential pressure casting apparatus, the molten material in the insulated furnace provided under the mold section chamber is supplied to the mold section chamber by a pressure difference between the mold section chamber and the insulated furnace Pressure casting system, or a low-pressure casting system supplied to the mold unit chamber or a mold unit chamber, and a pressure of 100 tons or more (forging).
상기 메인부는,
스크류 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치.
The method according to claim 1,
The main part,
Wherein the guide member is formed in a screw shape.
상기 메인부 및 플렌지부는,
알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재로 형성되며, 상기 베어링 하우징은 구상흑연주철 또는 탄소강으로 형성되는 것을 특징으로 하는 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the main portion and the flange portion comprise:
Wherein the bearing housing is formed of aluminum or an aluminum alloy material, and the bearing housing is formed of spheroidal graphite cast iron or carbon steel.
상기 다수의 리브는,
제1 디스크 또는 제2 디스크의 적어도 하나의 원주상에 일정한 형태로 형성되며, 상기 결합돌출부 및 각각의 다수의 리브는 서로 교차되도록 형성되어 배기유로를 형성하는 베인(vane)구조인 것을 특징으로 하는 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치.
The method according to claim 1,
The plurality of ribs
Wherein the engaging projection and each of the plurality of ribs are formed to intersect with each other to form an exhaust flow path. High reliability lightweight type free mounting brake device for commercial vehicle.
상기 다수의 리브는,
마름모, 다이아몬드, 원 또는 타원, 삼각형, 유선형의 형태 중 하나 이상의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치.
6. The method of claim 5,
The plurality of ribs
Diamond, circle, ellipse, triangle, streamlined shape, and the like.
상기 디스크부는 구상흑연주철로 형성되는 것을 특징으로 하는 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치.
The method according to claim 1,
And the disc portion is formed of spheroidal graphite cast iron.
상기 디스크부는, 사형 주조 방식 또는 차압 주조 방식에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the disc portion is manufactured by a sand casting method or a differential pressure casting method.
상기 스프링갭과 스프링 플레이트는 오스테나이트계 스테인리스강 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는 상용차용 고신뢰성 경량형 프리마운팅 브레이크 장치.The method according to claim 1,
Wherein the spring gap and the spring plate are made of an austenitic stainless steel material.
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