KR102297507B1 - EV Al alloy Brake caliper Producing Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은,하부 금형(100)과 상부 금형(200)이 합체하여 용탕이 주입되는 하나의 성형실을 이루되; 상기 하부 금형(100)은, 하부 다이(110)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 반력단(5) 부위를 형성하는 제1 후방 성형실(120)과, 하부 다이(110)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 피스톤 삽입부(3)의 일측을 형성하는 제1 전방 성형실(130)와, 하부 다이(150)의 중간 지점에서 상기 제1 후방 성형실(120)과 제1 전방 성형실(130) 사이에 형성되며, 상기 제1 후방 성형실(120)과 제1 전방 성형실(130) 형성면보다 높게 돌출되는 볼록형 곡면부(140),로 구성되고; 상기 상부 금형(200)은, 상부 다이(210)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 캘리퍼의 몸체부(1)를 성형하는 몸체부 형성실(220)와, 상부 다이(210)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 피스톤 삽입부(3)의 일측을 형성하는 제2 전방 성형실(230)와, 상기 몸체부 형성실(220)의 중앙에 돌출 형성되어 캘리퍼 몸체부 중앙홀(2)을 성형하는 상부 돌출편부(240), 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치에 관한 것이다.In the present invention, the lower mold 100 and the upper mold 200 are combined to form one molding chamber into which the molten metal is injected; The lower mold 100 is recessed from the upper surface of the lower die 110 and is recessed from the upper surface of the first rear molding chamber 120 forming the reaction force end 5 portion and the lower die 110 . The first front molding chamber 130 formed on one side of the piston insert 3 , and the first rear molding chamber 120 and the first front molding chamber 130 at an intermediate point of the lower die 150 . ) is formed between, the first rear forming chamber 120 and the first front forming chamber 130 is composed of a convex curved surface portion 140, which protrudes higher than the forming surface; The upper mold 200 is recessed from the upper surface of the upper die 210 and is recessed from the upper surface of the body portion forming chamber 220 for forming the body portion 1 of the caliper, and the upper die 210 . A second front forming chamber 230 that is formed and forms one side of the piston insert 3 , and an upper portion protruding from the center of the body forming chamber 220 to form the central hole 2 of the caliper body portion 2 . It relates to an ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle, characterized in that it comprises a protruding piece portion 240, and is configured to include.
Description
본 발명은 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 제조 금형에 관한 것이다.The present invention relates to a mold for manufacturing an ultra-light aluminum alloy brake caliper for an electric vehicle.
○ 브레이크는 차량안전의 핵심부품으로 제동력 및 신뢰성 등의 핵심기능 이외에도 연비향상, CO2 감소를 위한 경량화, 승차감 개선, 외관개선 등을 위한 복합소재 사용, 구조개선 등이 요구되고 있음○ The brake is a key component of vehicle safety, and in addition to its core functions such as braking power and reliability, it is required to improve fuel efficiency, reduce CO2 weight, use composite materials to improve ride comfort, and improve appearance, and structural improvement.
○ 브레이크 캘리퍼는 고정 캘리퍼, 부동 캘리퍼로 구분되며, 고정(복동식) 캘리퍼는 압착력이 크고 반응력이 좋아 제동성능이 우수하나 상대적으로 무겁고○ Brake caliper is divided into fixed caliper and floating caliper. Fixed (double-acting) caliper has a large compression force and good reaction force, so it has excellent braking performance, but it is relatively heavy and
복잡한 구조를 가지고 있어 극단적 경량화가 필요한 xEV용으로 적용 어려움.It has a complicated structure, so it is difficult to apply for xEVs that require extreme weight reduction.
○ 부동(단동식) 캘리퍼가 경량화 및 원가적 측면에서 xEV용으로 적합하지만, 제동력이 낮고, 패드 편마모에 취약하며 특히, 사용기간이 증가함에 따른 저더(judder) 현상 발생가능성이 높은 단점이 있음.○ Floating (single-acting) calipers are suitable for xEVs in terms of weight reduction and cost, but they have low braking power, are vulnerable to uneven pad wear, and in particular, there is a high possibility of judder as the period of use increases.
○ 전기자동차 뿐만 아니라 일반 내연기관 자동차 분야에서도 경량화는 선택이 아닌 에너지절감, 글로벌 환경 구조에 대응하기 위한 필수불가결한 요소로 인식되고 있음.○ In the field of general internal combustion engine vehicles as well as electric vehicles, weight reduction is not an option, but is recognized as an essential element to save energy and respond to the global environmental structure.
○ 극단적 초경량화가 필요한 xEV용 캘리퍼의 개발을 위해서는 경량화 소재의 열적부하, 강도 저하, 제동 성능의 약화, 열악한 진동 및 소음 특성, 내구성 악화 등 많은 문제점을 해결해야만 함.○ For the development of caliper for xEV, which requires extreme weight reduction, many problems such as thermal load of lightweight materials, reduction in strength, weakening of braking performance, poor vibration and noise characteristics, and deterioration of durability must be solved.
○ 전기자동차(xEV)의 최대 문제점은 전기에너지를 구동력으로 사용하기 때문에 주행거리가 짧아 시장의 확대에 어려움이 있음.○ The biggest problem with electric vehicles (xEVs) is that they use electric energy as a driving force, so the driving distance is short, making it difficult to expand the market.
○ 짧은 주행거리를 보완하기 위해서는 첫 번째, 배터리 성능향상 및 전기에너지 관리 최적화 방법 그리고, 두 번째, 경량화를 통한 저에너지 소모 구조를 추구하는 방법이 있음.○ To compensate for the short mileage, first, there is a method of improving battery performance and optimizing electric energy management, and second, a method of pursuing a low energy consumption structure through weight reduction.
○ 배터리 성능 향상으로 전기자동차의 상용화 가능성을 확인하였으나, 친환경성 논란 및 희토류 수급 문제로 배터리의 성능에 전적으로 의존하는 방식에 대한 회의적 예측이 급증하고 있음.○ The possibility of commercialization of electric vehicles has been confirmed by improving battery performance, but skeptical predictions about methods that rely entirely on battery performance due to environmental issues and rare earth supply and demand problems are rapidly increasing.
○ 이와 함께 ②회생제동으로 대표되어지는 전기에너지 관리 최적화 방법 또한, 성능개선에 한계를 보이고 있음.○ At the same time, the method of optimizing electric energy management, represented by ② regenerative braking, also has limitations in improving performance.
○ 마지막, ③경량화의 대표적인 기술로는 고강도 소재적용, 초경량 소재적용, 최적설계, 모듈화 등이 있으며 최근, 제품의 초경량화 달성을 위해 경량소재 적용 방법이 가장 주목받고 있으며, 특별히는 캘리퍼 어셈블리와 관련하여 알루미늄 소재 적용이 크게 연구되고 있음.○ Lastly, ③ representative technologies for weight reduction include application of high-strength materials, application of ultra-light materials, optimal design, and modularization. Therefore, the application of aluminum material is being studied extensively.
브레이크 캘리퍼 어셈블리의 중량비 90% 이상을 차지하는 캘리퍼 바디는 하우징과 브라켓으로 구분되며, 다시 적용 위치별, 주차브레이크 적용 유무로 전륜용 및 후륜용으로 나누어 진다.The caliper body, which accounts for more than 90% of the weight ratio of the brake caliper assembly, is divided into a housing and a bracket, and again divided into a front wheel and a rear wheel by application location and whether or not parking brake is applied.
종래기술로서 일본 특허 JP5700300호 : 다이캐스팅법을 이용한 알루미늄 제품의 제조 방법 및 그것을 이용한 알루미늄제 브레이크 캘리퍼의 제조 방법, 한국 특허 제10-1419538호 발명의 명칭 : 레이싱용 알루미늄 4 피스톤 브레이크 캘리퍼이 있다. 또한, 주식회사 세림티앤디의 한국 특허 제10-1185837호 알루미늄 단조재 브레이크 캘리퍼 제조방법은, 단조 금형을 이용하여 열간 단조에 의해 브레이크 캘리퍼 성형체를 제조하는 단계와; 트림 금형(100)을 이용하여 상기 성형체를 트리밍하는 단계와; 상기 트리밍 단계를 거친 성형체를 냉간 단조하는 단계와; 냉간 단조된 성형체를 열처리하는 단계와; 상기 냉간 단조 단계를 거친 성형체를 마무리 가공하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 단조재 브레이크 캘리퍼 제조방법을 개시한다.As a prior art, Japanese Patent JP5700300: Manufacturing method of aluminum product using die casting method and manufacturing method of aluminum brake caliper using the same, Korean Patent No. 10-1419538 Title of invention: There is an aluminum 4-piston brake caliper for racing. In addition, Korea Patent No. 10-1185837 of Serim T&D Co., Ltd. Korea Patent No. 10-1185837 aluminum forged material brake caliper manufacturing method, using a forging mold to manufacture a brake caliper molded body by hot forging; trimming the molded body using a
본 발명은 극단적 경량화 요구에 대응하기 위한 캘리퍼를 제조할 수 있는 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 금형 및 주조 방법을 제공하기 위함이다. An object of the present invention is to provide an ultra-light aluminum alloy brake caliper casting mold and a casting method for an electric vehicle capable of manufacturing a caliper to respond to extreme weight reduction requirements.
본 발명은 알루미늄 소재를 이용하는 초경량 캘리퍼 어셈블리의 개발을 목표로 하고 있다. 200℃를 상회하는 고온 환경에서 사용되는 브레이크 캘리퍼의 특성 상, 고온물성의 확보가 필수적이다. The present invention aims to develop an ultra-light caliper assembly using an aluminum material. Due to the characteristics of the brake caliper used in a high-temperature environment exceeding 200°C, it is essential to secure high-temperature physical properties.
이를 위하여, Co-Ni 전율고용 강화형 내열 알루미늄 합금 등 고내열 소재를 사용하여 가벼우면서도 고열 환경에서 충분한 제동성능과 강도 및 신뢰성을 확보한 캘리퍼를 개발하였다. 고강도 고내열 소재의 특성상 가공성의 확보가 전체 생산원가에 미치는 영향이 지대하며, 주조 시, 사전에 임시형 중자를 이용한 가공 최소화가 필요하다.To this end, we developed a caliper that is lightweight and has sufficient braking performance, strength, and reliability in a high-temperature environment using high-heat-resistant materials such as Co-Ni high-strength hardened heat-resistant aluminum alloy. Due to the nature of high-strength, high-heat-resistant materials, securing machinability has a huge impact on the overall production cost, and it is necessary to minimize machining using a temporary core prior to casting.
통상적으로 경량화에 적합한 캘리퍼는 부동(단동식 1~2piston) 캘리퍼 방식이 효과적이지만, 제동력의 부족, 진동특성에 불리한 문제를 해결한 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 금형 및 주조 방법을 제공하기 n이함이다. 본 발명은 고내열 주조용 합금소재 개량 연구 및 최적화 주조기술을 제공하기 위함이다.In general, the floating (single-acting 1-2 piston) caliper method is effective as a caliper suitable for weight reduction. However, to provide an ultra-light aluminum alloy brake caliper casting mold and casting method for electric vehicles that solves the problems of insufficient braking force and unfavorable vibration characteristics. this is the understanding The present invention is to provide an alloy material improvement research and optimization casting technology for high heat-resistance casting.
본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치는, 하부 금형(100)과 상부 금형(200)이 합체하여 용탕이 주입되는 하나의 성형실을 이루되;The ultra-light aluminum alloy brake caliper casting apparatus for an electric vehicle of the present invention comprises: a
상기 하부 금형(100)은,The
하부 다이(110)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 반력단(5) 부위를 형성하는 제1 후방 성형실(120)과,A first
하부 다이(110)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 피스톤 삽입부(3)의 일측을 형성하는 제1 전방 성형실(130)와,A first
하부 다이(150)의 중간 지점에서 상기 제1 후방 성형실(120)과 제1 전방 성형실(130) 사이에 형성되며, 상기 제1 후방 성형실(120)과 제1 전방 성형실(130) 형성면보다 높게 돌출되는 볼록형 곡면부(140),로 구성되고;It is formed between the first rear forming
상기 상부 금형(200)은,The
상부 다이(210)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 캘리퍼의 몸체부(1)를 성형하는 몸체부 형성실(220)와,A body
상부 다이(210)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 피스톤 삽입부(3)의 일측을 형성하는 제2 전방 성형실(230)와,A second
상기 몸체부 형성실(220)의 중앙에 돌출 형성되어 캘리퍼 몸체부 중앙홀(2)을 성형하는 상부 돌출편부(240),An upper
를 포함하여 구성되는 것을 특징이다.It is characterized in that it comprises a.
본 발명은 극단적 경량화 요구에 대응하기 위한 캘리퍼를 제조할 수 있는 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 금형 및 주조 방법이 제공된다. The present invention provides an ultra-light aluminum alloy brake caliper casting mold and casting method for an electric vehicle capable of manufacturing a caliper to respond to extreme weight reduction requirements.
또한, 경량화를 통해 승용차의 경우 10% 경량화가 가능하고, 승용차의 경우 10% 경량화 했을 경우 연비 3.8%, 가속 성능 8% 향상 등 다양한 긍정적 효과가 있다.In addition, it is possible to reduce the weight by 10% in the case of a passenger car through weight reduction, and in the case of a passenger car, when the weight is reduced by 10%, there are various positive effects such as a 3.8% improvement in fuel efficiency and 8% improvement in acceleration performance.
통상적으로 경량화에 적합한 캘리퍼는 부동(단동식 1~2piston) 캘리퍼 방식이 효과적이지만, 제동력의 부족, 진동특성에 불리한 문제를 해결한 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 금형 및 주조 방법이 제공된다. 본 발명은 고내열 주조용 합금소재 개량 연구 및 최적화 주조기술을 제공한다.In general, a floating (single-acting 1-2 piston) caliper method is effective for a caliper suitable for weight reduction, but a casting mold and a casting method for an ultra-light aluminum alloy brake caliper for an electric vehicle that solves the problems of insufficient braking force and adverse vibration characteristics are provided. The present invention provides an alloy material improvement research and optimization casting technology for high heat-resistance casting.
도 1(a, b)은 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 하부 금형 사시도.
도 2는 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 하부 금형 평면도.
도 3은 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 상부 금형 사시도.
도 4는 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 상부 금형 평면도.
도 5(a, b, c)는 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 코어 상세도.
도 6(a, b, c)은 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치에 의해 제조된 캘리퍼 입체도.
도 7, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 도면.1 (a, b) is a perspective view of the lower mold of the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle of the present invention.
Figure 2 is a plan view of the lower mold of the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle of the present invention.
3 is a perspective view of the upper mold of the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle of the present invention.
4 is a plan view of the upper mold of the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle of the present invention.
Figure 5 (a, b, c) is a detailed view of the core of the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle of the present invention.
Figure 6 (a, b, c) is a three-dimensional view of the caliper manufactured by the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting apparatus for an electric vehicle of the present invention.
7 and 8 are views of an ultra-light aluminum alloy brake caliper casting apparatus for an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention.
전기자동차 뿐만 아니라 일반 내연기관 자동차 분야에서도 경량화는 선택이Lightweight is an option not only for electric vehicles but also for general internal combustion engine vehicles.
아닌 에너지절감, 글로벌 환경 구조에 대응하기 위한 필수불가결한 요소로 인식되고 있다. 극단적 초경량화가 필요한 xEV용 캘리퍼의 개발을 위해서는 경량화 소재의 열적부하, 강도 저하, 제동 성능의 약화, 열악한 진동 및 소음 특성, 내구성 악화 등 많은 문제점을 해결해야만 한다.It is recognized as an indispensable element to cope with energy saving and global environmental structure. In order to develop calipers for xEVs that require extreme weight reduction, many problems such as thermal load of lightweight materials, reduced strength, weakening of braking performance, poor vibration and noise characteristics, and deterioration of durability must be addressed.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1(a, b)은 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 하부 금형 사시도, 도 2는 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 하부 금형 평면도, 도 3은 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 상부 금형 사시도, 도 4는 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 상부 금형 평면도, 도 5는 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 상, 하부 금형 합체도(코어 상세도)이고, 도 6(a, b, c)은 본 발명의 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치에 의해 제조된 캘리퍼 입체도이다.Hereinafter, an ultra-light aluminum alloy brake caliper casting apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1(a, b) is a perspective view of the lower mold of the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the lower mold of the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle of the present invention, and FIG. of an ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle, a perspective view of the upper mold, FIG. 4 is a top view of the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle of the present invention, and FIG. 5 is an ultra-light aluminum alloy brake caliper casting for an electric vehicle of the present invention It is a device upper and lower mold assembly view (core detail view), and FIG. 6 (a, b, c) is a three-dimensional view of a caliper manufactured by the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle of the present invention.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 하부 금형(100)과 상부 금형(200)이 합체하여 용탕이 주입되는 하나의 성형실을 이루는 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치는, 브레이크 캘리퍼 주조 방법에 관한 것이다. 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 브라켓(90)은 도 6(a, b)에 도시된 바와 같이, 중간의 사각형상의 캘리퍼의 몸체부(1)와, 상기 몸체부(1)의 전방 중앙에 위치한 중공의 피스톤 삽입부(3)와, 상기 피스톤 삽입부(3)의 반대편에 위치한 한쌍의 반력단(5), 피스톤 삽입부(3)의 양측에 돌출 형성된 가이드 핀 연결부(7)으로 구성된다. 1 to 5, the present invention is an ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle, in which the
도 1(a, b), 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치의 하부 금형(100)은, 하부 다이(110)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 반력단(5) 부위를 형성하는 제1 후방 성형실(120)과, 하부 다이(110)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 피스톤 삽입부(3)의 일측을 형성하는 제1 전방 성형실(130)와, 하부 다이(150)의 중간 지점에서 상기 제1 후방 성형실(120)과 제1 전방 성형실(130) 사이에 형성되며, 상기 제1 후방 성형실(120)과 제1 전방 성형실(130) 형성면보다 높게 돌출되는 볼록형 곡면부(140)로 구성된다.1 (a, b), as shown in Figure 2, the
도 3, 도 3에 도시된 바와 같이,본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치의 상부 금형(200)은, 상부 다이(210)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 캘리퍼의 몸체부(1)를 성형하는 몸체부 형성실(220)와, 상부 다이(210)의 상면으로부터 움푹 패여 형성되고, 피스톤 삽입부(3)의 일측을 형성하는 제2 전방 성형실(230)와, 몸체부 형성실(220)의 중앙에 돌출 형성되어 캘리퍼 몸체부 중앙홀(2)을 성형하는 상부 돌출편부(240)을 포함하여 구성된다.3 and 3, the
도 5에 도시된 바와 같이, 브레이크 캘리퍼 전방에 위치한 피스톤 삽입부(3)의 중공부를 성형하기 위한 제2 코어(300)가 하부 금형(100)과 상부 금형(200)이 합체된 상태에서 전방에 위치하게 된다. 하부 금형(100)과 상부 금형(200)을 수평을 관통하는 열선(600)이 내장되어 용탕의 급냉을 막아 서냉을 유도한다. 하부 금형(100)의 하부와 상부 금형(200)의 하부에 이젝트 판(500)이 위치하여 탈형을 진행한다. 제2 코어(300)의 후단에는 피스톤 삽입부 후방측 공실(빈공간)을 형성하기 위한 돌출형 공실형성부(310)가 일체로 구비된다.As shown in FIG. 5 , the
본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치에 있어서, 용탕의 재료는 Co-Ni 전율고용 강화형 내열 알루미늄 합금 인 것이 바람직하다.In the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, the material of the molten metal is preferably a Co-Ni high-concentration high-strength hardened heat-resistant aluminum alloy.
도 1(a, b), 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치에 있어서, 하부 금형(100)의 제1 후방 성형실(120)의 중앙에 양측의 반력단(5)이 원호형 홈(6)을 형성하기 위한 원기둥형 제2 코어(123)이 더 형성된다.1 (a, b) and 2, in the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, the first
또한, 브레이크 캘리퍼의 전방 양측에 가이드핀 삽입홀이 가공되는 핀장착부(7)를 성형하기 위해, 하부 금형(100)의 제1 전방 성형실(130) 양측에 제1 핀장착부 성형실(133)이 상부 금형(200)의 제2 전방 성형실(230) 양측에 제2 핀장착부 성형실(233)이 형성된다.In addition, in order to form the
도 1(a, b), 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치에 있어서, 하부 금형(100)의 하부 다이(110) 후방측 중앙에 두개의 전후방향 가이드 돌출부(160)가 형성되고, 상기 전후방향 가이드 돌출부(160)는 상부 다이(210)에 상응하는 위치에 형성된 가이드홈(V)과 함깨 작용하여 상 하형 합체를 보조한다. 하부 금형(100)에 이젝트 홀(170)이 형성되어 탈형을 보조한다.1 (a, b) and 2, in the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, the
도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치에 있어서, 상부 금형(200)은, 후방측의 제1 상부다이(210a)와, 제1 상부다이(210a)보다 하부금형을 향하여 높게(도 3) 단턱지게 형성된 전방측의 제2 상부다이(210b)와, 제2 상부다이(210b)보다 하부금형을 향하여 더 높게(도 3) 단턱지게 형성되고 상기 제2 상부다이(210b)보다 더 전방측에 위치한 제3 상부다이(210c)를 포함한다.3 and 4, in the ultra-light aluminum alloy brake caliper casting apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, the
도 1 내지 도6(a, b, c)에 도시된 바와 같이, 하부 다이(110)는 상기 상부다이(210)와 접면되도록 상응하는 형상으로 2단 단턱지게 형성되며, 제3 상부다이(210c)의 중심 공간부 내면 양측에 피스톤 삽입부보강살 형성부(260)가 후방을 향하여 돌출 형성된다.As shown in FIGS. 1 to 6 (a, b, c), the
도싣된 바와 같이, 후방측 하부다이(110a)의 상면은 상기 전방측(탕구측) 하부다이(110c) 상면 보다 높고(저면은 하나의 평면을 이룸), 후방측 제1 상부다이(210a)의 상면은 전방측(탕구측)의 제3 상부다이(210c) 상면 보다 낮고(저면은 하나의 평면을 이룸), 상기 하부금형(100)과 상부금형(200)은 합체된 상태에서, 탕구를 수평 상향으로 기울인 상태에서 용탕을 주입하면서 연속적으로 탕구를 수직으로 세우게 된다.As shown, the upper surface of the rear
도 4에 도시된 바와 같이, 패드 타측 지지프레임(30)의 외면에 격자형 리브(6)를 형성하기 위해 몸체부 형성실(220) 저면에 전후방향으로 길다란 오목홈(221a)이 형성되고 횡방향으로 짧은 볼록부(221b)가 반복적으로 교대로 형성되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 4 , a
도 7, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치 도면이다.7 and 8 are views of an ultra-light aluminum alloy brake caliper casting apparatus for an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention.
<기술개발 과정><Technology development process>
가. 주조 시뮬레이션 및 금형 제작go. Casting simulation and mold making
○ 시뮬레이션으로 인한 주조성 확인 및 금형 제작 반영○ Confirm castability through simulation and reflect mold making
- 결함 부위 사전 예방- Prevention of defects in advance
- 주조에 최적인 형상 반영- Reflecting the optimal shape for casting
○ 주조 건전성 확보를 위한 공정 개선○ Process improvement to secure casting soundness
- 주조 T/O을 통한 문제점 파악 및 개선- Identify and improve problems through casting T/O
- 후공정 진행 간에 공정 애로사항 개선(탈사, 열처리 등)- Improvement of process difficulties between post-processing (deathening, heat treatment, etc.)
○ 시뮬레이션으로 인한 주조성 확인 및 금형 제작 반영○ Confirm castability through simulation and reflect mold making
- 결함 부위 사전 예방- Prevention of defects in advance
- 주조에 최적인 형상 반영- Reflecting the optimal shape for casting
○ 주조 건전성 확보를 위한 공정 개선○ Process improvement to secure casting soundness
- 주조 T/O을 통한 문제점 파악 및 개선- Identify and improve problems through casting T/O
- 후공정 진행 간에 공정 애로사항 개선(탈사, 열처리 등)- Improvement of process difficulties between post-processing (deathening, heat treatment, etc.)
○ 시뮬레이션으로 인한 주조성 확인 및 금형 제작 반영○ Confirm castability through simulation and reflect mold making
- 결함 부위 사전 예방- Prevention of defects in advance
- 주조에 최적인 형상 반영- Reflecting the optimal shape for casting
나. 개발 고강도 소재적용 xEV용 캘리퍼 하우징 및 브라켓 개발me. Developed caliper housing and bracket for xEV using high-strength materials
○ 개발 고강도 소재 적용 캘리퍼 하우징 금형 제작 및 시제품 개발○ Development of high-strength materials applied to caliper housing mold production and prototype development
- 경량화 : 40%, 굽힘 강성 : 0.5mm이하(제동압 70Bar 적용 시)- Lightweight: 40%, bending rigidity: 0.5mm or less (when braking pressure of 70Bar is applied)
○ 개발 고강도 소재 적용 캘리퍼 브라켓 금형 제작 및 시제품 개발○ Development of high-strength materials applied to caliper bracket mold production and prototype development
- 경량화 30%, 변형량 : 100??m(1,500N 인가 시)- Light weight 30%, deformation amount: 100??m (when 1,500N is applied)
○ 고강도 소재 가공성 확보(최소 가공)를 위한 중자 구조 연구○ Core structure research to secure high-strength material machinability (minimum processing)
다. 시제품 제품 성능 신뢰성 해석평가기술 개발all. Development of prototype product performance reliability analysis evaluation technology
○ 양산급 피스톤 시제품 CFD를 활용한 사출 유동해석 및 섬유 배향 예측 평가○ Injection flow analysis and fiber orientation prediction evaluation using mass production-grade piston prototype CFD
○ 주물 소재 융탕 주입 공정 개선안 도출 및 개선 공정 해석 평가○ Deduction of improvement plan for casting material molten metal injection process and evaluation of improvement process analysis
○ 캘리퍼 주요부품 및 모듈 구조/동특성/열전달 해석 평가○ Caliper main parts and module structure/dynamic characteristics/heat transfer analysis evaluation
○ 캘리퍼 양산급 시제품 시스템 동특성 및 내구해석 평가○ Caliper mass production class prototype system dynamic characteristics and durability analysis evaluation
○ 다중물리 기반 최종설계 제품 실차운용환경 성능해석평가○ Multiphysics-based final design product actual vehicle operating environment performance analysis and evaluation
라. 진동저감 메커니즘 개발 및 시제품 제작 평가La. Development of vibration reduction mechanism and evaluation of prototype production
○ 가이드핀 노이즈 방지용 댐핑부시 대체 구조 설계○ Alternative structure design for damping bush to prevent guide pin noise
- 소음방지 성능 : 80% 이상(해석, 댐핑부시 성능 대비)/ 0.1∼20Hz- Noise prevention performance: 80% or more (analysis, compared to damping bush performance)/ 0.1~20Hz
○ 캘리퍼 어셈블리 설계변수별 NVH 특성 영향도 분석○ Analysis of the influence of NVH characteristics by caliper assembly design variables
- 캘리퍼 모듈 열부하 해석 모델 개발 및 열부하에 따른 성능 변화율 평가- Development of caliper module thermal load analysis model and evaluation of performance change rate according to thermal load
- 캘리퍼 모듈 구조강도/유격/얼라이먼트 해석 평가- Caliper module structural strength/gap/alignment analysis evaluation
- 저진동 경량 브레이크 시스템 진동 성능(저더, 스퀄) 해석평가 기술 개발- Low-vibration lightweight brake system vibration performance (judder, squall) analysis and evaluation technology development
마. xEV용 캘리퍼 성능검증 평가를 위한 대상시험평가 기술 개발mind. Development of target test and evaluation technology for caliper performance verification evaluation for xEV
○ 브레이크 다이나모 평가 기반 신소재 열부하 성능 평가프로세스 개발○ Development of new material thermal load performance evaluation process based on brake dynamo evaluation
○ 개발 시제품 성능 평가 검증○ Development prototype performance evaluation verification
- 개발 단품 구조강도 및 내구 해석평가- Developed unit structural strength and durability analysis evaluation
: 알루미늄 캘리퍼 정강도/강성 및 내구 성능 해석 평가: Analysis evaluation of aluminum caliper static strength/stiffness and durability performance
: 가이드핀 정강도/강성 및 내구 성능 해석 평가: Guide pin static strength/rigidity and durability performance analysis evaluation
바. 구조강성 유지 및 경량화를 위한 캘리퍼 형상 최적화(팔)bar. Optimization of caliper shape for maintaining structural rigidity and reducing weight (arm)
○ 해석 기반 경량화를 위한 캘리퍼 형상 최적화 수행○ Optimization of caliper shape for weight reduction based on analysis
- 설계변수 기반 형상 자동화 기법 개발- Development of shape automation technique based on design variables
- 설계 가이드라인을 만족하는 범위에서 최소 무게를 만족하는 형상 최적화- Shape optimization that satisfies the minimum weight within the range that satisfies the design guidelines
○ 다분야 통합해석 환경 구축 및 해석 모델링○ Establishment of multi-disciplinary integrated analysis environment and analysis modeling
○ 다분야 다물리 통합해석 모델링 및 평가기준 정립○ Multidisciplinary multiphysics integrated analysis modeling and evaluation standards established
○ 개선 설계안 적용 제동성능 최적화 설계 및 검증○ Optimized design and verification of braking performance by applying the improved design
사. 디스크-패드 편마모 저감을 위한 오프셋 구조 캘리퍼 하우징buy. Offset structure caliper housing for reduced disc-pad uneven wear
○ 차량의 고속 주행 중, 제동을 하게 되면 브레이크 패드가 디스크에 압착되는데 이 때, 마찰 특성, 진동 특성이 교호작용을 하면서 패드의 리딩(Leading)부는 압력이 증가하게 되고, 트레일링(Trailing)부는 압력이 낮아지게 됨.○ During high-speed driving of the vehicle, when braking is applied, the brake pads are pressed against the disc. At this time, friction characteristics and vibration characteristics interact and the pressure at the leading part of the pad increases, and the trailing part pressure is lowered.
○ 이로 인해 패드는 지속적으로 편마모가 발생하고 이와 함께 디스크의 이상마모도 증가하게 됨.○ Due to this, uneven wear of the pad continuously occurs, and the abnormal wear of the disk increases along with it.
○ Off-set 캘리퍼 피스톤 구조연구 및 설계 최적화(위치, 크기 등)○ Off-set caliper piston structure study and design optimization (position, size, etc.)
- 패드면압비 15% 이하/60∼100Km/h- Pad surface pressure ratio less than 15%/60~100Km/h
○ 이러한 현상을 방지하기 위하여 멀티(multi) 피스톤을 채용하면서 트레일링부의 피스톤 단면적을 크게 설계된 모델이 다수 있음.○ In order to prevent this phenomenon, there are many models designed with a large piston cross-sectional area of the trailing part while adopting a multi-piston.
○ 멀티 피스톤 캘리퍼는 중량 증가, 원가 상승의 원인이 되기 때문에 본 제안에 서는 단일 피스톤을 사용하면서도 균일 패드압을 발생시킬 수 있는 오프셋○ Since the multi-piston caliper causes an increase in weight and cost, in this proposal, an offset that can generate a uniform pad pressure while using a single piston
(Off-set) 구조 단일 피스톤 캘리퍼 하우징을 개발(Off-set) structure single piston caliper housing development
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above-mentioned preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and the scope of the present invention is defined by the following claims and is equivalent to the present invention various modifications and variations pertaining to
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.The reference numerals described in the claims below are merely for assisting the understanding of the invention and do not affect the interpretation of the scope of rights.
1 : 캘리퍼의 몸체부
3 : 피스톤 삽입부
5 : 반력단
100 : 하부 금형
110 : 하부 다이
120 : 위를 형성하는 제1 후방 성형실(120)과,
123 : 제2 코어
130 : 제1 전방 성형실
140 : 볼록형 곡면부
200 : 상부 금형
210 : 상부 다이
220 : 몸체부 형성실
230 : 제1 전방 성형실
240 : 상부 돌출편부1: body of caliper
3: piston insert
5: reaction force
100: lower mold
110: lower die
120: a first
123: second core
130: first front molding room
140: convex curved part
200: upper mold
210: upper die
220: body forming chamber
230: first front molding room
240: upper protrusion piece
Claims (7)
하부 금형(100)과 상부 금형(200)이 합체하여 용탕이 주입되는 하나의 성형실을 이루어, 중간의 사각형상의 캘리퍼의 몸체부(1)와, 상기 몸체부(1)의 전방 중앙에 위치한 중공의 피스톤 삽입부(3)와, 상기 피스톤 삽입부(3)의 반대편에 위치한 한쌍의 반력단(5)과, 상기 피스톤 삽입부(3)의 양측에 돌출 형성된 가이드 핀 연결부(7),으로 구성되는 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼를 제조하되,
상기 용탕의 재료는 Co-Ni 전율고용 강화형 내열 알루미늄 합금이고,
브레이크 캘리퍼의 전방 양측에 가이드핀 삽입홀이 가공되는 핀장착부(7)를 성형하기 위해,
상기 하부 금형(100)의 제1 전방 성형실(130) 양측에 제1 핀장착부 성형실(133)이 형성되고,
상기 상부 금형(200)의 제2 전방 성형실(230) 양측에 제2 핀장착부 성형실(233)이 형성되고,
상기 하부 금형(100)의 하부 다이(110) 후방측 중앙에 두개의 전후방향 가이드 돌출부(160)가 형성되고, 상기 전후방향 가이드 돌출부(160)는 상부 다이(210)에 상응하는 위치에 형성된 가이드홈(V)과 함께 작용하여 상 하형 합체를 보조하고,
상기 하부 금형(100)에 이젝트 홀(170)이 형성되어 탈형으로 보조하고,
상기 상부 금형(200)은,
후방측의 제1 상부다이(210a)와,
상기 제1 상부다이(210a)보다 하부금형을 향하여 높게(도 3) 단턱지게 형성된 전방측의 제2 상부다이(210b)와,
상기 제2 상부다이(210b)보다 하부금형을 향하여 더 높게(도 3) 단턱지게 형성되고 상기 제2 상부다이(210b)보다 더 전방측에 위치한 제3 상부다이(210c),를 포함하고,
상기 하부 다이(110)는 상기 상부다이(210)와 접면되도록 상응하는 형상으로 2단 단턱지게 형성되며,
상기 제3 상부다이(210c)의 중심 공간부 내면 양측에 피스톤 삽입부보강살 형성부(260)가 후방을 향하여 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치.
A brake caliper casting apparatus comprising:
The lower mold 100 and the upper mold 200 are combined to form a single molding chamber into which the molten metal is injected. Consists of a piston insertion part 3 of manufacturing ultra-light aluminum alloy brake calipers,
The material of the molten metal is a Co-Ni constant solid-use reinforced heat-resistant aluminum alloy,
In order to form a pin mounting part 7 in which guide pin insertion holes are machined on both front sides of the brake caliper,
A first pin mounting part molding chamber 133 is formed on both sides of the first front molding chamber 130 of the lower mold 100,
Second pin mounting part molding chambers 233 are formed on both sides of the second front molding chamber 230 of the upper mold 200,
Two front and rear guide protrusions 160 are formed in the center of the rear side of the lower die 110 of the lower mold 100 , and the front and rear guide protrusions 160 are guides formed at positions corresponding to the upper die 210 . It works with the groove (V) to help the upper and lower molds merge,
An ejection hole 170 is formed in the lower mold 100 to assist in demolding,
The upper mold 200,
The first upper die 210a on the rear side, and
A second upper die 210b on the front side formed to be stepped higher (FIG. 3) toward the lower mold than the first upper die 210a, and
A third upper die (210c), which is formed to be stepped higher toward the lower mold than the second upper die (210b) (FIG. 3) and located on the front side more than the second upper die (210b),
The lower die 110 is formed in two steps with a corresponding shape so as to be in contact with the upper die 210,
An ultra-light aluminum alloy brake caliper casting apparatus for an electric vehicle, characterized in that the piston insertion part reinforcement rib forming part 260 is formed to protrude rearward on both sides of the inner surface of the central space of the third upper die 210c.
후방측 하부다이(110a)의 상면은 전방측(탕구측) 하부다이(110c) 상면 보다 높고(저면은 하나의 평면을 이룸),
후방측 제1 상부다이(210a)의 상면은 전방측(탕구측)의 제3 상부다이(210c) 상면 보다 낮고(저면은 하나의 평면을 이룸),
상기 하부금형(100)과 상부금형(200)은 합체된 상태에서, 탕구를 수평 상향으로 기울인 상태에서 용탕을 주입하면서 연속적으로 탕구를 수직으로 세우게 되고,
패드 타측 지지프레임(30)의 외면에 격자형 리브(6)를 형성하기 위해 몸체부 형성실(220) 저면에 전후방향으로 길다란 오목홈(221a)이 형성되고 횡방향으로 짧은 볼록부(221b)가 반복적으로 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 초경량 알루미늄 합금 브레이크 캘리퍼 주조 장치.7. The method of claim 6,
The upper surface of the rear lower die 110a is higher than the upper surface of the front side (sprue side) lower die 110c (the lower surface forms a single plane),
The upper surface of the first upper die 210a on the rear side is lower than the upper surface of the third upper die 210c on the front side (sprue side) (the bottom surface forms a single plane),
In a state where the lower mold 100 and the upper mold 200 are combined, the sprue is continuously erected vertically while the molten metal is poured while the sprue is tilted horizontally and upward,
In order to form a grid-shaped rib 6 on the outer surface of the support frame 30 on the other side of the pad, a long concave groove 221a is formed on the bottom surface of the body portion forming chamber 220 in the front-rear direction, and a short convex portion 221b in the lateral direction is formed. An ultra-light aluminum alloy brake caliper casting device for an electric vehicle, characterized in that it is repeatedly and alternately formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190178697A KR102297507B1 (en) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | EV Al alloy Brake caliper Producing Device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| KR20210085555A KR20210085555A (en) | 2021-07-08 |
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ID=76893771
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|---|---|
| KR (1) | KR102297507B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230124784A (en) | 2022-02-18 | 2023-08-28 | (주)일성도금 | High corrosion resistance surface treatment method of liftgate hinge made of aluminum alloy material |
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| KR101021955B1 (en) * | 2004-11-09 | 2011-03-16 | 주식회사 만도 | Union Core for Molding of Brake Caliper Housing and Molding Method of the Caliper Housing Using the Core |
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-
2019
- 2019-12-30 KR KR1020190178697A patent/KR102297507B1/en active IP Right Grant
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| KR20230124784A (en) | 2022-02-18 | 2023-08-28 | (주)일성도금 | High corrosion resistance surface treatment method of liftgate hinge made of aluminum alloy material |
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