KR100502995B1 - 철도차량용 브레이크디스크 - Google Patents

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KR100502995B1
KR100502995B1 KR10-1998-0063100A KR19980063100A KR100502995B1 KR 100502995 B1 KR100502995 B1 KR 100502995B1 KR 19980063100 A KR19980063100 A KR 19980063100A KR 100502995 B1 KR100502995 B1 KR 100502995B1
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Abstract

본 발명은 철도차량용 브레이크디스크에 관한 것으로, 특히 브레이크디스크를 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 된 베이스재에 세라믹입자를 분산시켜서 만들어진 알루미늄복합재로 된 여러조각의 마찰판(12)을 주철계 주물로 된 본체(11)에 형상끼워맞춤식으로 조립하여 이루어져 조립성 및 보수정비성이 우수하고,마찰부의 내열성, 내마모성 및 내열 균열성을 향상시키고, 무게도 경량화하여 고속철도차량에 적합한 것이다.

Description

철도차량용 브레이크디스크{ Brake disk for railroad vehicles}
본 발명은 철도차량용 브레이크디스크에 관한 것으로, 특히 디스크브레이크의 마찰판 조립구조에 관한 것이다.
철도차량의 브레이크디스크는 차륜의 측면이나 차축에 설치되어 브레이크패드와 마찰하면서 제동력을 발생시킨다. 특히 고속화 추세로 가고 있는 현재의 철도차량에서는 마찰제동력이 우수하면서, 브레이크디스크로서 갖추어야 할 요건인 내마모성, 내열성을 갖춘 브레이크디스크가 절실히 필요하다.
상기 브레이크디스크는 구조상 분류할 때,디스크 전체를 1개의 원반형으로 주조성형한 일체형과, 디스크를 다수개의 원호형 조각으로 성형한 다음, 이들 조각을 서로 조립하여 이루어진 분할형이 있다.
일체형 브레이크디스크는 분할형에 비하여 주조공정이 간단하여 제조원가가 저렴하고, 내구성이 우수한 반면, 브레이크디스크가 마모되어 교체할 경우 디스크전체를 교체하여야 하므로 교체시간이 길어 보수유지에 불편한 점이 있다.
이에 비하여 분할형 브레이크디스크는 마모된 부분만 교체하면 되므로 교체시간이 짧아서 보수유지에 편리한 장점이 있는 점이 있으나, 분할면 사이의 틈새로 인하여 열응력 집중현상이 일어나서 열크랙의 발생 및 진행속도가 빨라지는 단점이 있다.
또한 종래 브레이크디스크는 보통 주철재로 되어 있어서 여러 가지 단점을 가지고 있다. 즉 종래 브레이크디스크는 주로 FC25~FC30과 같은 합금주철재로 만들어지거나, 단조강으로 제조된다. 따라서 이러한 합금주철재는 고속주행하는 철도차량에서는 내열성이 좋지않아 열크랙을 발생하는 단점이 있다.
이와 같은 주철재 브레이크디스크가 가진 단점을 해소하기위해 알루미늄 복합재인 MMC( Aluminium Metal Metrix Composite)로 만든 브레이크디스크가 개발되었다. 이 알루미늄 복합재로써 제작된 브레이크디스크는 알루미늄 기지에 SiC가 15-20% 함유되어 열전도율과 내마모성이 양호하고, 브레이크디스크를 경량화하는 데 기여를 하였다. 그러나 다량의 SiC를 함유하고 있어 주조성과 가공성이 불량하여 특수장비를 사용하여야 함으로써 제조원가가 상승하는 단점이 있다.
그리고 종래 브레이크디스크는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 마찰판부(21)등 몸체 전체가 주조로 일체로 성형되어 있어 마찰판부(21)가 부분적으로 마모되거나 크랙이 발생하면 전체를 교체하여야 하는 등 보수정비성이 떨어지는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기 종래의 브레이크디스크가 가진 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로, 내마모성, 내열성 및 내열균열성이 우수하며, 무게도 가벼워 고속철도차량의 브레이크시스템에 적합하는 한편, 정비보수성이 양호한 브레이크디스크를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 브레이크디스크를 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 된 베이스재에 세라믹입자를 분산시켜서 만들어진 알루미늄복합재로 되어 내열성, 내마모성 및 내열 균열성을 향상시킨 것이다.
또한 본 발명은 조립구조를 개선하여 보수유지성을 향상시킨 브레이크디스크를 제공함에 다른 목적이 있는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 브레이크디스크를 본체와 이 본체의 좌우측면에 각각 형상맞춤식으로 착탈가능하게 조립되는 복수개의 마찰판으로 구성하여 정비보수성을 향상시키고, 상기 마찰판은 알루미늄 또는 알루미늄합금재의 기지에 세라믹입자를 분산시킨 복합재료를 주조에 의해 성형하여 내마모성 및 내열성을 향상시키며 아울러 주조성을 향상시킨 것에 특징이 있는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 철도차량용 브레이크디스크의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 철도차량용 브레이크디스크의 일실시형태를 도시하고 있다. 본 발명에 따른 철도차량용 브레이크디스크는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(11)와 원주방향을 따라 반복하여 배치되면서 각각은 상기 본체(11)의 좌우측면에 각각 형상끼워맞춤식으로 착탈가능하게 조립되는 복수개의 마찰판(12)과, 상기 차축에 보울트로 고정체결되는 결합부(13)로 이루어져 있다.
여기서 상기 본체(11)와 마찰판(12)은 서로 같은 재질로 되거나 이종재질로 될 수도 있다. 바람직하게는 본체(11)는 비철 또는 철계 주조품되고, 이 본체(11)에 결합되는 마찰판(12)은 알루미늄 합금에 입자상의 SiC 등과 같은 세라믹입자를 분산강화시킨 것을 주조로 성형하여 만들어진다.
상기 각 마찰판(12)은 파이조각 형태로 되어 있고, 이들 각 마찰판(12)은 안쪽면에 도브테일(DOVE TAIL)형상으로 이루어져, 본체(11)에 형성된 대응 도브테일 결합홈에 형상끼워맞춤식으로 조립된다.
상기 마찰판(12)이 본체(11)와 결합하는 여러 가지 구조가 도 3a 내지 도 3에 도시되어 있다. 도 3a에는 마찰판(12)의 내측면이 도브테일형상의 돌기가 형성되고, 본체(11)에는 상기 도브테일형상의 돌기가 끼워져 결합되는 도브테일 형상의 홈이 구비되어 서로 끼워맞춤식으로 조립된다. 마찬가지로 여러 가지 조립형태가 도 3b 및 도 3c에 도시되어 있다.
도면 부호 14는 조립핀으로서, 마찰판(12)이 제동시 마찰저항을 받아서 인접하는 마찰판(12)쪽으로 미끄럼이동하는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 철도차량용 브레이크디스크는 마찰판이 알루미늄복합재로 이루어지므로 무게를 경량화할 수 있어, 고속철도차량에 적합하고, 또한 제동시 발생되는 마찰열에 의한 균열을 억제할 수 있어, 내마모성 및 내균열성을 향상시킬 수 있다. 그리고 마찰판을 여러조각으로 분리제작한 다음, 그 마찰판을 본체위에 조립한 구조로 되어 있으므로 마모정도가 심한 부분을 부분적으로 교체할 수 있으며, 교체시간도 줄일 수 있어 보수정비성이 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 브레이크디스크의 평면도,
도 2는 도 1의 "A-A"선 단면도,
도 3는 도 2의 부분 확대도로서,마찰판의 여러 가지 조립구조를 각각 도시한 도면,
(a)는 마찰판 조립구조의 제1실시예,
(b)는 마찰판 조립구조의 제2실시예,
(c)는 마찰판 조립구조의 제3실시예,
도 4는 종래 브레이크디스크의 평면도
도 5는 도 4의 A-A선을 따라 절단하여 도시한 도면이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
10: 본 발명에 따른 철도차량용 브레이크디스크
11: 본체 11a: 마찰부
12: 마찰판 13: 차축 결합부
13a: 보울트 구멍 14: 조립핀

Claims (6)

  1. 본체(11)와, 이 본체(11)의 좌우측면에 각각 끼워맞춤식으로 착탈가능하게 조립되는 다수개의 마찰판(12) 및 상기 마찰판(12)의 내측 원주방향을 따라 형성되어 차축에 결합되는 결합부(13)로 이루어진 철도차량용 브레이크디스크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 본체(11)와 마찰판(12)은 동종재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도차량용 브레이크디스크.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 본체(11)와 상기 마찰판(12)은 서로 이종재질로 된 것을 특징으로 하는 철도차량용 브레이크디스크.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 본체(11)는 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 되고, 상기 마찰판(12)은 알루미늄 또는 알루미늄합금에 세라믹입자를 분산강화시킨 알루미늄 복합재료로 된 것을 특징으로 하는 철도차량용 브레이크디스크.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 본체(11)는 합금주철 또는 주강품으로 되고, 상기 마찰판(12)은 알루미늄 또는 알루미늄합금에 세라믹입자를 분산강화시킨 알루미늄 복합재료로 된 것을 특징으로 하는 철도차량용 브레이크디스크.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 본체(11)는 철계 또는 비철계의 주조품으로 되고, 상기 마찰판(12)은 탄소-탄소 복합재로 된 것을 특징으로 하는 철도차량용 브레이크디스크.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09250577A (ja) * 1996-03-14 1997-09-22 Honda Motor Co Ltd デイスクブレーキ装置
JPH11325136A (ja) * 1998-05-19 1999-11-26 Sumitomo Metal Ind Ltd ブレーキディスクおよびその締結方法

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