WO2021101102A1 - 마스터 실린더 제조방법 - Google Patents
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- WO2021101102A1 WO2021101102A1 PCT/KR2020/014717 KR2020014717W WO2021101102A1 WO 2021101102 A1 WO2021101102 A1 WO 2021101102A1 KR 2020014717 W KR2020014717 W KR 2020014717W WO 2021101102 A1 WO2021101102 A1 WO 2021101102A1
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
- B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
- B60T11/16—Master control, e.g. master cylinders
Definitions
- the present invention relates to a method of manufacturing a master cylinder applied to a vehicle, and in more detail, the inner body is molded into a primary forged material in a line process, and then the outer body is formed into a secondary casting to be integrated with the inner body formed in a line process. It relates to a master cylinder manufacturing method capable of manufacturing a cylinder body for a master cylinder by sequentially performing a post-molding process.
- the master cylinder is basically classified into a single master cylinder with one pressure chamber and a tandem master cylinder with two independent pressure chambers. As it occurs normally, it is used for brakes, and the single master cylinder is used for clutches that cut off or transmit power and for two-wheeled vehicle brakes.
- the master cylinder provided in the vehicle is a device that converts foot pressure into hydraulic pressure, and includes an oil tank in which oil is stored, a cylinder portion coupled to the oil tank, a piston installed inside the cylinder portion and moving forward or backward depending on the presence or absence of foot pressure, and the cylinder portion It is installed on the inner circumferential surface and is in close contact with the outer circumferential surface of the piston when the piston advances, and is composed of a sealing member that seals the inside of the cylinder part.
- the master cylinder 1 is a cylinder body 10 formed of a lightweight material such as aluminum, and is disposed inside the cylinder body 10 to reciprocate as shown in FIG. 8. Equipped with a plunger 30 connected via a piston 20 and a stem, and a return spring 40 provided between the plunger 30 operated by being connected to a mechanical or electronic pedal P and the piston 20 Can be.
- the process of manufacturing the cylinder body which is the core part of the master cylinder, is to mold and manufacture the cylinder body by any one of the die casting casting method, gravity casting method, and forging method, and then machining the inside and outside of the molded cylinder body.
- components such as pistons, plungers and return springs, a master cylinder finished product that is used for clutch or brake is finally manufactured and completed.
- the aluminum material is heated above the melting point and liquefied, and the molded product is molded by injecting it into a mold, so that a molded product having a clean surface can be obtained, and the equipment cost is relatively low. It has the advantage of requiring less initial management and maintenance cost, but as the liquid material solidifies during the casting process, it creates a coarse dendrite, which not only degrades physical properties, but also causes internal defects due to air bubbles or solidification shrinkage. .
- the material in the cold or hot state is pressed at a certain pressure using a press, etc., so the life of the mold is shortened by the pressure of the press, and the manufacturing cost is increased.
- the processing process is complicated and there is a limitation in shape, and there is a problem that minute cracks are generated in the forged cylinder body.
- the overall structure is complex and the product has a thin thickness, while the manufacturing cost is reduced and the production speed is high so that mass production is possible, while the mechanical
- Patent Document 1 KR10-1442662 B1
- Patent Document 2 KR10-0833280 B1
- Patent Document 3 KR10-0407836 B1
- Patent Document 4 KR10-2015-0075869 A
- the present invention is to solve the above-described problems, and the object is to first forge the inner body in a linear process, and a process of secondly casting the outer body so as to be integrated with the first forged inner body. It is intended to provide a master cylinder manufacturing method capable of manufacturing a cylinder body in which an inner body and an outer body are integrated by performing sequentially.
- a preferred embodiment of the present invention comprises the steps of forming an inner body having an inner hole with an open one end and a protrusion at the other end that is closed; Arranging the inner body in the cavity of the mold formed by combining a body mold in which the inner body is disposed with a fixing groove into which the protrusion is correspondingly inserted, and a cover mold sealing the opened one end of the inner body; Injecting a molten material into the cavity to cover the outer surface of the inner body as a whole and forming an outer body to be integrated with the inner body; And post-processing the cylinder body by separating the cylinder body in which the inner body and the outer body are integrated from the mold. It provides a master cylinder manufacturing method comprising a.
- a hollow body with open both ends is formed by a forging, extrusion or drawing process, and a blocking plate is integrally sealed at the opened end of the hollow body to form the inner body.
- the opened end of the inner body protrudes from the inner side of the cover mold and is in contact with the inner cover forming the injection line and sealed.
- the inner body may form an uneven portion on the entire outer surface corresponding to the outer body, or may be formed to protrude on the outer surface of the outer body to form an uneven portion locally in a region corresponding to the outer projection through which the outlet hole is formed. have.
- the concave-convex portion may be provided in a pattern in which a ridge portion having a pointed end or a sharp acute angle or a round valley concave downward is repeatedly formed.
- the injection temperature of the melt injected into the cavity of the mold may be set to a temperature relatively higher than the melting temperature of the material constituting the inner body.
- Lightweight is reduced because the weight can be reduced compared to the total weight of the cylinder body manufactured by gravity casting and die casting by manufacturing the cylinder body by first linearly forming the inner body and then secondly post-forming the outer body to be integrated with the inner body. I can plan.
- the inner body in which the component parts are embedded is made of a rigid material with a heavy weight, and the external body exposed to the outside is made of a soft material with a light weight, so that the surface processing of the inner surface of the inner body that is assembled and combined with the component parts is precisely performed It can be done, and it is easy to finish post-processing of the external body, thereby increasing the bonding strength with the component parts and increasing the assembly precision, thereby improving product reliability, and the post-treatment process can be easily performed.
- FIG. 1 is a block diagram showing an inner body applied to a method for manufacturing a master cylinder according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a block diagram showing a state in which an inner body and a mold are coupled to a master cylinder manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a block diagram showing a state in which an outer body is molded by placing an inner body applied to a method for manufacturing a master cylinder according to an embodiment of the present invention in a mold.
- FIG. 4 is a block diagram showing a cylinder body in which an inner body and an outer body are integrated and demolded from a mold applied to a method for manufacturing a master cylinder according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a block diagram showing a state in which first and second inflow and outflow holes are formed in a cylinder body applied to a method for manufacturing a master cylinder according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a master cylinder according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 7A, 7B, and 7C are configuration diagrams showing another form of an inner body applied to a method for manufacturing a master cylinder according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a general master cylinder.
- the master cylinder manufacturing method as shown in Fig. 6, the inner body molding step (S1), the inner body arrangement step (S2), the outer body molding step (S3), and the post-treatment step (S4). It may include.
- an inner hole 101 with an open one end is provided inside the body, and a protrusion 102 protruding outward for a predetermined length at the other end that is sealed is provided. It is to mold the inner body 100.
- the inner body 100 may have at least one recessed groove 105 formed on an outer surface thereof so as to increase a contact area with the outer body 300.
- This inner body 100 internally accommodates the piston 20, the plunger 30, and the return spring 40 constituting the master cylinder, and each outer surface of the piston 20 and the plunger 30 is on the inner surface. This is the structure you encounter.
- the inner body 100 is made of a metal material such as an aluminum alloy as a raw material, and is manufactured by a forging process such as a hot forming process or a cold forming process in which the raw material is placed between the upper and lower dies and then pressed at high pressure.
- a forging process such as a hot forming process or a cold forming process in which the raw material is placed between the upper and lower dies and then pressed at high pressure.
- the present invention is not limited thereto, and may be manufactured by molding a hollow material with open both ends by an extrusion or drawing process, and integrally welding a blocking plate to the opened end to seal it.
- the inner body 100 is preferably machined to have an average particle size of 4 to 10 ⁇ m with respect to the inner surface of the inner hole in contact with each outer surface of the piston and the plunger.
- the degree of adhesion can be increased to prevent oil leakage.
- surface treatment machining of the inner surface of the inner hole of the inner body 100 may be performed by first molding the inner body and then performing precision machining using a machine tool such as a CNC lathe. It is not limited, and precision machining may be performed using a cylinder body in which an outer body and an inner body to be described later are integrated as a machine tool.
- the inner body 100 manufactured in a pre-process to perform the casting process for the outer body 300 is transferred to the body mold 210 and the cover mold. It is to be placed in the cavity of the mold 200 made of (220).
- the protrusion 102 of the inner body is correspondingly inserted into the fixing groove 202 recessed inside the main mold 210, so that the inner body is disposed in the inner space of the main mold forming the cavity 212 To be located.
- the cover mold 220 that forms the injection line 225 at one end of the main mold 210 By combining the cover mold 220 that forms the injection line 225 at one end of the main mold 210, the inner body in which the protrusion is supported on the main mold is placed in a cavity formed between the main mold and the cover mold. Place it inside.
- the open end of the inner body 100 protrudes from the inner surface of the cover mold when the main mold 210 and the cover mold 220 are combined and forms an injection line 225 with a substantially disc-shaped inner cover. It can be contacted and sealed.
- the inner cover is preferably provided in a disk shape having an outer diameter approximately the same as the opened end of the inner body (100).
- the open end of the inner body 100 has been illustrated and described as being sealed in contact with the inner cover protruding from the cover mold when the body mold 210 and the cover mold 220 are combined, but is not limited thereto.
- the opened side of the inner body 100 may be sealed using another separate sealing material.
- the melt that is forcibly injected during casting molding of the outer body 300 for integrating with the inner body 100 by sealing and blocking the opened end of the inner body 100 with the inner cover or sealing material is the inner body 100 It can fundamentally block the inflow into the inner hole of the.
- Such a sealing material is provided in the form of an outer cover plate in which the outer end is bent so that the outer surface is pressed into the outer edge of the open one end of the inner body, or the outer surface is pressed into the inner edge of the opened one end of the inner body 100. It may be provided in the form of an internal press-fitting plate.
- the open end of the inner body 100 may be sealed by an inner cover protruding from the inner surface of the cover mold to be merged with the body mold, but is not limited thereto, and the press-fitting method of the sealing material It may be sealed by or may be sealed with a sealing material in the form of an outer cover plate or an inner press-fitting plate at the open end of the inner body.
- a core for forming a hole 203 for forming a second inflow hole to be described later may be integrally provided or may be provided in an assembly type inside the body mold to be combined with the cover mold.
- the outer body molding step (S3) is a state in which the inner body 100 pre-processed by the forging process in the previous process is disposed in the cavity of the mold 200 consisting of a body mold and a cover mold, as shown in FIG. In, by forcibly filling the molten material in which the material is melted into the cavity, the outer surface of the inner body 100 is entirely covered and the outer body 300 integrated with the inner body is formed.
- the mold 200 for molding the outer body 300 so as to be integrated with the inner body 100 is an injection mold that casts the same product as the machined mold by forcibly injecting a molten material, or is made of a die-casting mold.
- the outer body 300 integrated with the inner body may be manufactured by either an injection molding method or a die-casting molding method.
- melt is forcibly injected into the cavity through the injection line 225 of the cover mold combined with the main mold 210 in which the inner body 100 is disposed, and then cooled,
- An outer body that is integrated with the inner body is formed by integrally joining the interface between the outer surface and the inner surface of the outer body 300 to each other.
- the inner body 100 has an uneven portion 17 formed on the entire outer surface corresponding to the outer body so as to increase the bonding area with the inner surface of the outer body, as shown in FIG. 7A
- the outer protrusion is formed protruding from the outer surface of the outer body and penetrates through a processed portion such as one of the first and second outlet holes.
- the uneven portion 17 may be formed locally so as to increase the bonding area with the inner surface.
- the uneven portion 17 may be provided by being machined into a sawtooth shape in which mountains and valleys are repeatedly formed on the outer surface of the inner body 100.
- the body thickness of the inner body becomes thin by the uneven portion 17 additionally formed on the outer surface of the inner body, but the outer body melts a part of the irregularities in contact with the hot melt injected during casting while increasing the thermal conductivity. It is possible to increase the adhesion at the interface between the outer surface and the inner surface of the inner body.
- the bonding area at the interface between the outer surface of the outer body and the inner surface of the inner body To increase, thereby increasing the bonding force.
- the uneven portion 107 formed entirely or locally on the outer surface of the inner body 100 is a pattern in which a peak portion formed with a sharp end or a sharp acute angle is repeatedly formed as shown in FIG. 7C. It is preferable to be provided in a pattern in which a rounded valley concave or concave downward is repeatedly formed.
- the apex portion of the ridge is melted by the hot melt injected during casting and is fused with the melt, thereby increasing the bonding strength between the outer body and the inner body molded by the casting process.
- the outer body molded by the casting process can be prevented while suppressing the occurrence of bubbles as much as possible by smoothing the casting flow of the melt injected during the casting of the outer body. It is possible to suppress and prevent pores from occurring.
- the injection temperature of the melt injected into the cavity of the mold is relatively higher than the melting temperature of the material constituting the inner body so that melting of the end forming the uneven portion can be performed smoothly. It is preferable to set to to control the casting process.
- the melt of the outer body injected into the cavity of the mold is preferably set to be higher than or equal to approximately 670°C.
- the concave-convex portion has been illustrated and described as being provided in the form of a screw that is continuously formed along the circumferential direction on the outer surface of the inner body, but is not limited thereto, and in consideration of the injection direction of the melt, the outer surface of the inner body It may be provided in a linear form extending in the longitudinal direction or may be provided in an oblique form.
- the concave-convex portion may be provided as a fin member having a thin thickness and protruding outward from the outer surface of the inner body so as to be integrated with the melt by melting upon contact with the hot melt injected during casting.
- the post-treatment step (S4) as shown in Figs. 4 and 5, by demolding the mold 200 to separate the cylinder body in which the inner body 100 and the outer body 300 are integrated from the mold. Then, a post-treatment process is performed in which the first inflow and outflow holes connected in communication with the oil tank 50 or the second inflow holes connected in communication with the oil supply line 55 are formed through the separated cylinder body.
- an outer protrusion 303 having a molding hole 303a whose bottom surface is sealed by a core 203 for forming a hole of the main mold is provided on the outer surface of the outer body integrated with the inner body, and the inside The protrusion of the sieve is exposed by protruding a predetermined length from one end of the outer body.
- a first inflow hole that is in communication with the oil tank 50 may be formed.
- Another through-hole 102a passing through the protrusion 102 exposed to the outside is machined at one end of the outer body 300 to form a second inflow and outflow hole communicating with the oil supply line 55.
- the inner body 100 and the outer body 300 may be made of the same aluminum alloy material, but are not limited thereto, and the outer body 300 can be precisely cast and molded and post-processed machining is possible.
- the outer body 300 may be made of a metal material having a relatively lower mechanical strength than the material constituting the inner body 100.
- the cylinder body for the master cylinder in which the inner body and the outer body are integrated can be removed from the mold and separated, and then the first and second inflow and outflow holes are formed through hole processing, as well as the machining of cutting and removing defective parts protruding from the outside. I can.
- the inner body with one open one end and the other end sealed is first pre-processed and molded in a forging process, and then the outer body is secondarily post-processed in a casting process to be integrated with the pre-processed inner body. It is possible to manufacture a cylinder body 10 for a master cylinder having two inlet and outlet holes 11 and 12 and a flange portion 306.
- the master cylinder used between the oil tank and the release cylinder is manufactured and completed.
- a master cylinder which is a key component that pressurizes oil by converting pedal or electronic pressure into hydraulic pressure, is manufactured in large quantities without defects. You can increase the efficiency.
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Abstract
마스터 실린더 제조방법을 제공한다. 본 발명은 일단이 개구된 내부공을 구비하고, 밀폐된 타단에 돌출부를 구비하는 내부체를 성형하는 단계; 상기 돌출부가 대응삽입되는 고정홈을 갖추어 상기 내부체가 내부배치되는 본체금형과, 상기 내부체의 개구된 일단을 밀봉하는 덮개금형과의 합형에 의해서 이루어지는 금형의 캐비티에 내부체를 배치하는 단계; 상기 캐비티로 용융소재를 주입하여 상기 내부체의 외부면을 전체적으로 덮어 감싸면서 상기 내부체와 일체화되도록 외부체를 성형하는 단계; 및 상기 내부체와 외부체가 일체화된 실린더 본체를 상기 금형으로부터 분리하여 상기 실린더 본체를 후처리하는 단계; 를 포함한다.
Description
본 발명은 차량에 적용되는 마스터 실린더를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 내부체를 선공정으로 1차 단조재로 성형한 다음 외부체를 선공정으로 성형성된 내부체와 일체화하도록 2차 주조성형하는 후공정을 순차적으로 수행하여 마스터 실린더용 실린더 본체를 제조할 수 있는 마스터 실린더 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 마스터 실린더는 기본적으로 압력실이 1개인 싱글 마스터 실린더와, 독립한 2개의 압력실을 가지는 탠덤 마스터 실린더로 분류되며, 탠덤 마스터 실린더는 2계통 브레이크의 한 쪽이 파손되어도 남은 계통의 액압은 정상적으로 발생하므로 브레이크용으로 사용되고, 싱글 마스터 실린더는 동력을 차단하거나 전달하는 클러치용과 2륜차 브레이크용으로 사용된다.
차량에 구비되는 마스터 실린더는 답력을 유압으로 전환하는 장치로서, 오일이 저장되는 오일탱크, 오일탱크와 결합되는 실린더부, 실린더부의 내부에 설치되어 답력 유무에 따라 전진 또는 후진하는 피스톤, 그리고 실린더부의 내주면에 설치되어 피스톤의 전진시 피스톤의 외주면에 밀착되어 실린더부 내부를 밀폐시키는 실링부재로 구성된다.
즉, 이러한 마스터 실린더(1)는 하나의 일례로서 도 8에 도시한 바와 같이, 알루미늄과 같은 경량소재로 성형되는 실린더 본체(10)와, 상기 실린더 본체(10)의 내부에 배치되어 왕복이동되는 피스톤(20)과 스템을 매개로 연결되는 플런저(30) 및 기계식 또는 전자식 페달(P)과 연결되어 작동되는 플런저(30)와 피스톤(20)과의 사이에 구비되는 복귀스프링(40)으로 구비될 수 있다.
상기 페달(P)의 누름작동시 상기 플런저와 피스톤사이에 해당하는 실린더 본체 내의 오일은 실린더 본체(10)에 관통형성된 제2유출입공(12)과 연통연결되는 오일공급라인(55)을 통하여 릴리즈 실린더(미도시)측으로 공급되고, 상기 페달의 누름해제시 오일탱크에 저장된 오일은 실린더 본체(10)에 관통형성되어 오일탱크(50)와 연통연결되는 제1유출입공(11)을 통하여 보충되는 것이다.
이러한 마스터 실린더의 핵심부품인 실린더 본체를 제조하는 공정은 다이캐스팅 주조법, 중력주조법, 단조법 중 어느 하나의 제조방법에 의하여 실린더 본체를 성형 제조하고, 성형된 실린더 본체의 내,외부를 기계가공한 다음, 피스톤, 플런저 및 복귀스프링과 같은 구성부품과 조립하여 최종적으로 클러치용 또는 브레이크용으로 사용되는 마스터 실린더 완제품을 제조완성하게 된다.
그러나, 중력주조법으로 마스터 실린더의 실린더 본체를 제조하는 경우, 알루미늄소재를 용융점 이상으로 가열하여 액상화한 상태에서 주형 등에 주입하여 성형하게 되므로 깨끗한 표면을 갖는 성형제품을 얻을 수 있고, 설비비가 비교적 저렴하며 초기 관리유지비가 적게 소요되는 장점이 있지만, 주조과정에서 액상소재가 응고되면서 조대한 수지상조직(dendrite)을 생성시켜 물성을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 기포나 응고수축(shrinkage)에 의한 내부결함을 발생시키게 된다.
이러한 경우, 응고된 소재가 열처리나 용접 등이 불가능한 상태가 되기 때문에 우수한 물성을 갖는 최종제품을 제조할 수 없게 되고, 실린더 본체의 내면가공시 노출되는 기공에 의해서 제품불량이 빈번하게 발생하여 제품수율을 저하시키는 한편, 구조적 강성을 위해서 하드 아노다이징과 같은 표면처리를 추가적으로 실시하는 경우 아노다이징 산처리로 인하여 표면조도가 불량해지면서 누유현상을 초래하는 원인으로 작용하였다.
그리고, 단조법으로 마스터 실린더용 실린더 본체를 제조하는 경우, 냉간 또는 열간 상태의 소재를 프레스 등을 이용하여 일정 압력으로 가압하게 되므로, 프레스의 압력에 의해 금형의 수명이 단축되면서 제조단가가 상승되고, 가공공정이 복잡하며 형상에 한계가 있을 뿐만 아니라 단조가공된 실린더 본체에 미세한 크랙이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 다이캐스팅 주조법으로 마스터 실린더용 실린더 본체를 제조하는 경우, 전체구조가 복잡하면서 얇은 두께를 갖는 제품을 제조함과 동시에 제조원가를 절감하고 대량생산이 가능하도록 생산속도가 빠른 장점이 있는 반면에, 기계적 성질의 한계가 있고 치수 정확도의 불량 및 표면 다듬질의 불량을 초래하고, 주조면에 내부기공이 발생하는 제품불량율이 높아 제품수율을 저하시키는 문제점이 있었다.
(특허문헌 1) KR10-1442662 B1
(특허문헌 2) KR10-0833280 B1
(특허문헌 3) KR10-0407836 B1
(특허문헌 4) KR10-2015-0075869 A
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 내부체를 선공정으로 1차로 단조 성형하고, 1차 단조성형된 내부체와 일체화하도록 외부체를 2차로 주조성형하는 공정을 순차적으로 수행하여 내부체와 외부체가 일체화된 실린더 본체를 제조할 수 있는 마스터 실린더 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명의 바람직한 실시예는, 일단이 개구된 내부공을 구비하고, 밀폐된 타단에 돌출부를 구비하는 내부체를 성형하는 단계 ; 상기 돌출부가 대응삽입되는 고정홈을 갖추어 상기 내부체가 내부배치되는 본체금형과, 상기 내부체의 개구된 일단을 밀봉하는 덮개금형과의 합형에 의해서 이루어지는 금형의 캐비티에 내부체를 배치하는 단계 ; 상기 캐비티로 용융소재를 주입하여 상기 내부체의 외부면을 전체적으로 덮어 감싸면서 상기 내부체와 일체화되도록 외부체를 성형하는 단계 ; 및 상기 내부체와 외부체가 일체화된 실린더 본체를 상기 금형으로부터 분리하여 상기 실린더 본체를 후처리하는 단계 ; 를 포함하는 마스터 실린더 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 내부체를 성형하는 단계는, 단조, 압출 또는 인발공정에 의해서 양단이 개구된 중공체를 성형하고, 상기 중공체의 개구된 일단에 차단판을 일체로 밀폐하여 내부체를 성형할 수 있다.
이때, 상기 내부체를 배치하는 단계는, 상기 본체금형과 덮개금형과의 합형시 상기 내부체의 개구된 일단이 상기 덮개금형의 내측면으로부터 돌출되고 주입라인을 형성하는 내부덮개와 접하여 밀봉될 수 있다.
이때, 상기 내부체는 상기 외부체와 대응하는 외부면 전체에 요철부를 형성하거나 상기 외부체의 외부면에 돌출형성되어 유출입홀을 관통형성하는 외부 돌출부와 대응하는 영역에 요철부를 국부적으로 형성할 수 있다.
이때, 상기 요철부는 단부가 뾰족하거나 날가로롭게 예각으로 이루어지는 산부 또는 아래로 오목한 라운드상의 골부가 반복적으로 형성되는 패턴으로 구비될수 있다.
이때, 상기 외부체를 성형하는 단계에서 상기 금형의 캐비티 내로 주입되는 용융물의 주입온도는 상기 내부체를 구성하는 소재의 용융온도보다 상대적으로 높은 온도로 설정될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
단조공정으로 이루어지는 내부체를 1차로 선가공한 다음 선가공된 내부체와 일체화하도록 주조공정으로 외부체를 2차로 후가공하여 실린더 본체를 제조함으로써 실린더 본체의 중력주조시 발생하는 기공에 기인하는 제품불량을 근본적으로 방지할 수 있기 때문에 제품불량율을 낮추어 수율을 높일 수 있다.
내부체를 1차로 선성형한 다음 외부체를 내부체와 일체화하도록 2차로 후성형하여 실린더 본체를 제조함으로써 중력주조및 다이캐스팅에 의해 제조되는 실린더 본체의 전체중량에 비하여 무게를 줄일 수 있기 때문에 경량화를 도모할 수 있다.
구성부품이 내장되는 내부체를 무게가 무거운 강성재로 이루어지고, 외부노출되는 외부체를 무게가 가벼운 연성재로 이루어짐으로써 구성부품과 결합되어 조립되는 내부체의 내부면에 대한 표면가공을 정밀하게 수행할 수 있고, 외부체에 대한 마무리 후처리가공이 용이하여 구성부품과의 결합력을 높이고 조립 정밀도를 높일 수 있어 제품신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 후처리 공정을 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스터 실린더 제조방법에 적용되는 내부체를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 실린더 제조방법에 적용되는 내부체와 금형을 결합하는 상태를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마스터 실린더 제조방법에 적용되는 내부체를 금형에 배치하여 외부체를 성형하는 상태를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 실린더 제조방법에 적용되는 내부체와 외부체가 일체화되어 금형으로부터 탈형된 실린더 본체를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 실린더 제조방법에 적용되는 실린더 본체에 제1,2유출입공을 형성하는 상태를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마스터 실린더 제조방법의 공정 순서도이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c 는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 실린더 제조방법에 적용되는 내부체의 다른 형태를 도시한 구성도이다.
도 8은 일반적인 마스터 실린더를 도시한 개략적인 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 마스터 실린더 제조방법은 도 6에 도시한 바와 같이, 내부체 성형단계(S1), 내부체 배치단계(S2), 외부체 성형단계(S3) 및 후처리 단계(S4)를 포함할 수 있다.
상기 내부체 성형단계(S1)는 도 1에 도시한 바와 같이, 일단이 개구된 내부공(101)을 몸체 내부에 구비하고, 밀폐된 타단에 외측으로 일정길이 돌출형성되는 돌출부(102)를 구비하는 내부체(100)를 성형하는 것이다.
상기 내부체(100)는 외부면에 상기 외부체(300)와의 접촉면적을 증대시킬 수 있도록 함몰형성되는 적어도 하나의 요홈(105)을 구비할 수 있다.
이러한 내부체(100)는 마스터 실린더를 구성하는 피스톤(20), 플런저(30) 및 복귀스프링(40)을 내부 수용하고, 상기 피스톤(20) 및 플런저(30)의 각 외부면이 내부면에 접하게 되는 구조물이다.
이러한 내부체(100)는 알루미늄 합금과 같은 금속소재를 원소재로 하여 상,하부다이와의 사이에서 원소재를 배치한 다음 고압으로 프레싱하는 열간성형공정이나 냉간성형공정과 같은 단조공정에 의해서 제조될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 압출 또는 인발공정에 의해서 양단이 개구된 중공재를 성형하고, 개구된 일단에 차단판을 일체로 용접하여 밀폐처리하는 것에 의해서 제조될 수 있다.
그리고, 상기 내부체(100)는 상기 피스톤 및 플런저의 각 외부면과 접하는 내부공의 내부면에 대해서 대략 평균입도 4 내지 10㎛ 를 갖도록 기계가공하여 표면처리하는 것이 바람직하다.
이러한 내부체(100)의 내부면에 대한 표면처리에 의해서 상기 피스톤 및 플런저와의 접촉시 밀착도를 높여 오일누출을 방지할 수 있다.
이때, 상기 내부체(100)의 내부공의 내부면에 대한 표면처리 기계가공은 상기 내부체를 1차 성형제조한 다음, CNC 선반과 같은 공작기계를 이용하여 정밀 기계가공을 수행할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 후술하는 외부체와 내부체가 일체화된 실린더 본체를 공작기계로서 정밀 기계가공을 수행할 수 있다.
상기 내부체 배치단계(S2)는 도 2에 도시한 바와같이, 외부체(300)에 대한 주조공정을 수행할 수 있도록 선공정으로 제작된 내부체(100)를 본체금형(210)과 덮개금형(220)으로 이루어지는 금형(200)의 캐비티에 배치하는 것이다.
상기 본체금형(210)의 내부에 함몰형성되는 고정홈(202)으로 상기 내부체의 돌출부(102)가 대응삽입됨으로써 상기 내부체는 캐비티(212)를 형성하는 본체금형의 내부공간에 배치되어 정위치되는 것이다.
이러한 본체금형(210)의 일단에 주입라인(225)을 형성하는 덮개금형(220)을 합형함으로써, 상기 본체금형에 돌출부가 지지되는 내부체를 본체금형과 덮개금형과의 사이에 형성되는 캐비티에 내부배치한다.
상기 내부체(100)의 개구된 일단은 상기 본체금형(210)과 덮개금형(220)과의 합형시 상기 덮개금형의 내측면으로부터 돌출되고 주입라인(225)을 형성하는 대략원반상의 내부덮개와 접하여 밀봉될 수 있다.
상기 내부덮개는 상기 내부체(100)의 개구된 일단과 대략 동일한 외경을 갖는 원반상으로 구비되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 내부체(100)의 개구된 일단은 본체금형(210)과 덮개금형(220)과의 합형시 상기 덮개금형에 돌출형성된 내부덮개와 접하여 밀봉되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 내부체(100)의 개구된 일측을 다른 별도의 밀봉재를 이용하여 밀봉처리할 수 있다.
상기 내부체(100)의 개구된 일단을 상기 내부덮개나 밀봉재로서 밀봉하여 차단함으로써 상기 내부체(100)와 일체화하기 위한 외부체(300)의 주조성형시 강제 주입되는 용융물이 내부체(100)의 내부공으로 유입되는 것을 근본적으로 차단할 수 있는 것이다.
이러한 밀봉재는 상기 내부체의 개구된 일단 외측테두리에 외부면이 압입되면서 덮게 되도록 외측단이 절곡된 외부덮개판 형태로 구비되거나 상기 내부체(100)의 개구된 일단 내측테두리에 외부면이 압입되는 내부압입판 형태로 구비될 수 있다.
즉, 상기 내부체(100)의 개구된 일단은 상기 본체금형과 합형되는 덮개금형의 내측면에 돌출형성되는 내부덮개에 의해서 밀봉처리될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 밀봉재의 프레스 압입방식에 의해서 밀봉처리되거나 상기 내부체의 개구된 일단에 외부덮개판 또는 내부압입판 형태의 밀봉재로 밀봉처리될 수 있다.
상기 덮개금형과 합형되는 본체금형의 내부에는 후술하는 제2유출입공을 형성하기 위한 홀형성용 코어(203)를 일체로 구비하거나 조립식으로 구비될 수 있다.
상기 외부체 성형단계(S3)는 도 3에 도시한 바와 같이, 전공정에서 단조공정에 의해서 선가공된 내부체(100)를 본체금형과 덮개금형으로 이루어지는 금형(200)의 캐비티에 배치한 상태에서, 상기 캐비티로 소재가 용융된 용융물을 강제주입하여 채움으로써, 상기 내부체(100)의 외부면을 전체적으로 덮어 상기 내부체와 일체화되는 외부체(300)를 성형하는 것이다.
상기 내부체(100)와 일체화하도록 외부체(300)를 성형하는 금형(200)은 용융된 소재를 강제 주입하여 기계가공된 금형과 동일한 제품을 주조성형하는 사출금형금형이거나 다이캐스팅 금형으로 이루어짐으로써 상기 내부체와 일체화되는 외부체(300)는 사출 성형방식 또는 다이캐스팅주조 성형방식 중 어느 하나의 방식으로 제조될 수 있다.
즉, 상기 내부체(100)가 배치되는 본체금형(210)과 합형되는 덮개금형의 주입라인(225)을 통하여 캐비티의 내부로 용융물을 강제주입하여 충진한 다음 냉각함으로써 상기 내부체(100)의 외부면과 상기 외부체(300)의 내부면과의 경계면이 서로 일체로 접합되면서 상기 내부체와 일체화되는 외부체를 성형하는 것이다.
여기서, 상기 내부체(100)는 도 7a 에 도시한 바와 같이, 상기 외부체와 대응하는 외부면 전체에 상기 외부체의 내부면과의 접합면적을 증대시킬 수 있도록 요철부(17)를 형성하거나 도 7b 에 도시한 바와 같이, 상기 외부체의 외부면에 돌출형성되어 상기 제1,2유출입홀중 어느 하나의 유출입홀과 같은 가공부위를 관통형성하는 외부 돌출부와 대응하는 영역에 상기 외부체의 내부면과의 접합면적을 증대시킬 수 있도록 요철부(17)를 국부적으로 형성할 수 있다.
이러한 요철부(17)는 상기 내부체(100)의 외부면에 산과 골이 반복적으로 형성되는 톱니형상으로 기계가공되어 구비될 수 있다.
상기 내부체의 외부면에 추가적으로 형성되는 요철부(17)에 의해서 상기 내부체의 몸체 두께는 얇게 되지만 열전도율이 높아지면서 주조시 주입되는 고온의 융융물과 접해지는 요철부의 일부를 녹이기 때문에 상기 외부체의 외부면과 상기 내부체의 내부면간의 경계면에서의 부착력을 높일 수 있다.
또한, 상기 내부체의 외부면에 추가적으로 형성되는 요철부(17)에 의해서 상기 내부체의 외부면에 거칠기를 형성하기 때문에 상기 외부체의 외부면과 상기 내부체의 내부면간의 경계면에서의 접합면적을 증대시키고, 이로 인하여 결합력을 높일 수 있다.
한편, 상기 내부체(100)의 외부면에 전체적으로 또는 국부적으로 형성되는 요철부(107)는 도 7c 에 도시한 바와 같이, 단부가 뾰족하거나 날가로롭게 예각으로 이루어지는 산부가 반복적으로 형성되는 패턴으로 구비되거나 아래로 오목한 라운드상의 골부가 반복적으로 형성되는 패턴으로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 요철부를 형성하는 산부가 뾰족한 단면상으로 형성되면, 주조시 주입되는 고온의 용융물에 의해서 산부의 단부인 꼭지점 부위가 녹아 용융물과 융합되면서 주조공정으로 성형되는 외부체와 내부체간의 결합력을 높일 수 있다.
또한, 상기 요철부를 형성하는 골부가 라운드 단면상으로 형성되면, 상기 외부체의 주조성형시 주입되는 용융물의 주조흐름을 원활하게 하여 기포발생을 최대한 억제하면서 방지할 수 있기 때문에 주조공정으로 성형되는 외부체에 기공이 발생되는 것을 억제하고 방지할 수 있다.
상기 외부체를 주조성형하기 위해서, 상기 금형의 캐비티 내로 주입되는 용융물의 주입온도는 상기 요철부를 형성하는 단부의 용융이 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 내부체를 구성하는 소재의 용융온도보다 상대적으로 높은 온도로 설정하여 주조공정을 제어하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 내부체를 구성하는 알루미늄 합금소재의 용융온도가 대략 660 내지 670℃ 인경우, 상기 금형의 캐비티의 내부로 주입되는 외부체의 용융물은 이보다 높은 대략 670℃ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 요철부는 상기 내부체의 외부면에 원주방향으로 따라 연속하여 형성되는 나사선 형태로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 용융물의 주입방향을 고려하여 상기 내부체의 외부면에 길이방향으로 연장되는 직선형태로 구비되거나 사선형태로 구비될 수 있다.
또한, 상기 요철부는 주조시 주입되는 고온의 용융물과의 접촉시 녹아 용융물과 일체화되도록 상기 내부체의 외부면에 외측으로 돌출되고 얇은 두께를 갖는 핀(fin)부재로 구비될 수 있다.
상기 후처리 단계(S4)는, 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 금형(200)을 탈형함으로써 상기 내부체(100)와 외부체(300)가 일체화된 실린더 본체를 상기 금형으로부터 분리한 다음, 분리된 실린더 본체에 오일탱크(50)와 연통연결되는 제1유출입공이나 오일공급라인(55)과 연통연결되는 제2유출입홀을 관통형성하는 후처리 공정을 수행하는 것이다.
즉, 상기 내부체와 일체화된 외부체의 외부면에는 상기 본체금형의 홀형성용 코어(203)에 의해서 바닥면이 밀폐된 성형공(303a)을 갖는 외부 돌출부(303)를 구비하고, 상기 내부체의 돌출부는 상기 외부체의 일측단에 일정길이 돌출되어 노출된다.
이에 따라, 상기 성형공을 통하여 상기 내부체를 통과하는 관통홀(303b)을 기계가공함으로써, 오일탱크(50)와 연통연결되는 제1유출입공을 형성할 수 있다.
상기 외부체(300)의 일측단에 외부노출되는 돌출부(102)를 통과하는 다른 관통홀(102a)을 기계가공함으로써 오일공급라인(55)과 연통연결되는 제2유출입홀을 형성할 수 있다.
이때, 상기 내부체(100)와 외부체(300)는 서로 동일한 알루미늄 합금소재로 이루어질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 외부체(300)는 정밀한 주조성형이 가능하고 성형후 후처리 기계가공이 용이하도록 상기 내부체(100)를 구성하는 소재보다 상대적으로 낮은 기계적 강도를 갖는 금속재로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 내부체와 외부체가 일체화된 마스터 실린더용 실린더 본체는 금형으로부터 탈형되어 분리된 다음 제1,2유출입홀을 관통형성하는 홀가공과 더불어 외부돌출된 불량부를 절단하여 제거하는 기계가공을 수행할 수 있다.
상기와 같이, 일단이 개구되고 타단이 밀폐된 내부체를 단조공정으로 1차로 선가공하여 성형한 다음, 선가공된 내부체와 일체화되도록 외부체를 주조공정으로 2차로 후가공하여 성형함으로써 제1,2유출입공(11,12)과 플랜지부(306)를 갖는 마스터 실린더용 실린더 본체(10)를 제조할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 외부체와 일체화된 내부체의 내부공간에 피스톤, 플런저 및 복귀스프링을 조립하여 오일탱크와 릴리즈 실린더와의 사이에 사용되는 마스터 실린더를 제조완성하게 된다.
상기의 마스터 실린더 제조방법에 의하면, 동력을 차단하거나 전달하는 클러치 시스템 또는 제동력을 발생시키는 브레이크 시스템에서 페달이나 전자식 답력을 액압으로 변환하여 오일을 압송하는 핵심부품인 마스터 실린더를 불량없이 대량으로 제조하는 효율을 높일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
Claims (7)
- 일단이 개구된 내부공을 구비하고, 밀폐된 타단에 돌출부를 구비하는 내부체를 성형하는 단계 ;상기 돌출부가 대응삽입되는 고정홈을 갖추어 상기 내부체가 내부배치되는 본체금형과, 상기 내부체의 개구된 일단을 밀봉하는 덮개금형과의 합형에 의해서 이루어지는 금형의 캐비티에 내부체를 배치하는 단계 ;상기 캐비티로 용융소재를 주입하여 상기 내부체의 외부면을 전체적으로 덮어 감싸면서 상기 내부체와 일체화되도록 외부체를 성형하는 단계 ; 및상기 내부체와 외부체가 일체화된 실린더 본체를 상기 금형으로부터 분리하여 상기 실린더 본체를 후처리하는 단계 ; 를 포함하는 마스터 실린더 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 내부체를 성형하는 단계는,단조, 압출 또는 인발공정에 의해서 양단이 개구된 중공체를 성형하고, 상기 중공체의 개구된 일단에 차단판을 일체로 밀폐하여 내부체를 성형하는, 마스터 실린더 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 내부체를 배치하는 단계는, 상기 본체금형과 덮개금형과의 합형시 상기 내부체의 개구된 일단이 상기 덮개금형의 내측면으로부터 돌출되고 주입라인을 형성하는 내부덮개와 접하여 밀봉되는, 마스터 실린더 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 내부체는 상기 외부체와 대응하는 외부면 전체에 요철부를 형성하거나 상기 외부체의 외부면에 돌출형성되어 유출입홀을 관통형성하는 외부 돌출부와 대응하는 영역에 요철부를 국부적으로 형성하는, 마스터 실린더 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 요철부는 단부가 뾰족하거나 날가로롭게 예각으로 이루어지는 산부 또는 아래로 오목한 라운드상의 골부가 반복적으로 형성되는 패턴으로 구비되는, 마스터 실린더 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 외부체를 성형하는 단계에서 상기 금형의 캐비티 내로 주입되는 용융물의 주입온도는 상기 내부체를 구성하는 소재의 용융온도보다 상대적으로 높은 온도로 설정되는, 마스터 실린더 제조방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한항의 마스터 실린더 제조방법에 의해서 제조되는 마스터 실린더.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20888733 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2020888733 Country of ref document: EP Effective date: 20220621 |