KR20100097611A - 차량용 브레이크 디스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

차량용 브레이크 디스크 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 브레이크 디스크(42) 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 브레이크 디스크(42)는 개구(14)가 제공된 마찰 링(10)을 포함하고, 상기 개구 내로 포트(1)가 롤링된다.

Description

차량용 브레이크 디스크 및 그 제조 방법{BRAKE DISK FOR VEHICLE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 차량용 브레이크 디스크 및 상기 브레이크 디스크의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명 및 본 발명에 기초가 되는 문제점은 임의의 차량에 적용될 수 있지만, 자동차에 관련해서 더 자세히 설명된다.
자동차는 감속을 위해 브레이크 시스템을 포함한다. 특히 승용차의 경우, 디스크 브레이크가 장착된 브레이크 시스템이 사용된다. 이러한 디스크 브레이크는 휠 측에 브레이크 디스크를 포함한다. 제동시, 차량 측에 제공된 브레이크 캘리퍼의 브레이크 패드가 브레이크 디스크에 작용한다. 브레이크 디스크에 대한 브레이크 패드의 작용에 의해 브레이크 디스크의 회전 운동이 지연되고, 이로써 제동하려는 자동차가 감속된다.
포트가 장착된 마찰 링을 구비한 이러한 브레이크 디스크의 형성은 이미 공지되어 있다. 그러나, 포트와 마찰 링을 결합하기 위한 지금까지의 결합 기술들이 특히 제조 기술상의 관점에서 불충분한 것으로 나타났다.
본 발명의 과제는, 특히 제조 기술상의 관점에서 장점을 가지는, 개선된 브레이크 디스크, 및 상기 브레이크 디스크를 제조하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항의 특징을 가진 브레이크 디스크 및/또는 청구항 제 8 항의 특징을 가진 방법을 통해 해결된다.
여기에서 "롤링(rolling)"은, 포트의 적어도 부분적인 변형에 의한 포트와 마찰 링 간의 재료 결합 및/또는 형태 결합을 의미한다.
마찰 링의 개구 내로 포트의 롤링은 제조 기술상의 관점에서 용이하게 실시된다. 또한, 롤링에 의해 포트와 마찰 링 간의 부하를 견뎌낼 수 있는 결합이 생길 수 있다.
종속 청구항들에는 본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예가 제시된다.
여기에서 "마찰 링"은, 제동시, 브레이크 패드와 접촉하는 바람직하게는 링 부재를 의미한다. 바람직하게 여기에서 링 부재와 결합된 부분은 마찰 링에 포함되는 것으로도 간주될 수 있다.
"롤링"은 여기에서 플랜징을 의미하기도 한다.
본 발명에 따른 브레이크 디스크의 바람직한 실시예에 따라, 포트의 테두리에 적어도 하나의 러그가 형성된다. 개구에 인접하는, 마찰 링의 테두리에는 바람직하게 적어도 하나의 리세스가 제공되고, 러그는 상기 리세스 내로 맞물리는 제 1 부분, 및 마찰 링을 후방 그립핑하기 위해 마찰 링 둘레로 롤링되는 제 2 부분을 포함한다. 이로써, 마찰 링과 포트 사이에 형성되는 형태 결합은 마찰 링과 포트 사이의 높은 제동 모멘트를 전달하기에 적합하다. 마찰 링의 개구는 바람직하게 대략 원형으로 형성된다.
본 발명에 따른 브레이크 디스크의 다른 바람직한 실시예에 따라, 적어도 하나의 러그의 제 1 부분이 리세스 내로 압입된다. 이로써, 포트와 마찰 링 사이의 모든 유격이 방지될 수 있다.
본 발명에 따른 브레이크 디스크의 다른 바람직한 실시예에 따라, 포트의 테두리에 플랜지가 형성되고, 플랜지와 러그의 제 2 부분은 마찰 링을 그들 사이에 지지한다. 플랜지는 포트의 중심선 방향으로 마찰 링에 대해 접촉부를 형성한다. 특히 마찰 링은 러그의 제 2 부분과 플랜지 사이에 클램핑되고, 이로써 마찰 링과 포트 사이에 부하를 견딜 수 있는 결합이 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 브레이크 디스크의 다른 바람직한 실시예에 따라, 포트는 휠에 대향 배치되게 베이스를 포함하고, 상기 베이스에 휠 축을 위한 관통부가 제공된다. 이로써 포트가 제동 모멘트의 전달을 위해 휠 축과 용이하게 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 브레이크 디스크의 다른 바람직한 실시예에 따라, 마찰 링은, 제 1 및 제 2 링 부재를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 링 부재의 각각 하나의 면이 웨브들에 의해, 실질적으로 방사 방향인 공기 안내 채널들을 형성하면서 결합된다. 이로써, 제동시 열 방출이 개선된다.
본 발명에 따른 브레이크 디스크의 다른 바람직한 실시예에 따라, 포트는 알루미늄 및/또는 강을, 그리고/또는 마찰 링은 C/SiC-복합 재료를 포함한다. C/SiC-복합 재료는, 탄화 규소, 실리콘 및/또는 탄소로 이루어진 매트릭스(matrix) 내에 매립되는 탄소 섬유로 이루어진다. "알루미늄"은 알루미늄 합금도 의미한다.
본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시예에 따라, 포트를 마찰 링의 개구 내로 롤링한 후, 마찰 링 또는 포트를 최종 가공한다. 최종 가공은 예컨대 휠 축의 관통을 위해 포트 베이스 내에 관통부를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 최종 가공은 휠 축에 브레이크 디스크를 고정하기 위한 고정 수단, 특히 볼트에 대한 관통부를 포트 베이스 내에 형성하는 것을 포함할 수 있다. 또한 최종 가공은 재료의 제거 또는 재료의 추가에 의한 브레이크 디스크의 밸런싱을 포함한다. 이러한 최종 가공은 예컨대 절삭 가공 방법에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 브레이크 디스크와 관련해서 전술한 실시예 및 장점은 본 발명에 따른 방법에도 상응하게 적용된다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되고 하기 설명에서 더 자세히 다루어진다.
본 발명에 의해, 특히 제조 기술상의 관점에서 장점을 가지는, 개선된 브레이크 디스크, 및 상기 브레이크 디스크를 제조하는 개선된 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 제 1 상태에서의 포트의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 제 2 상태에서의 마찰 링의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 제 3 상태에서의 도 1의 포트 및 도 2의 마찰 링의 사시도.
도 4는 도 3의 선 A-A를 따른 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 제 4 상태에서의 도 1의 포트 및 도 2의 마찰 링의 사시도.
도 6은 도 5의 선 B-B를 따른 단면도.
도면에서 동일하거나, 기능이 동일한 부재들은 동일한 도면번호를 갖는다.
도 1에는 본 발명에 따른 방법의 제 1 상태에서의 포트(1)가 사시도로 도시된다.
포트(1)는 테두리(2)를 포함한다. 테두리(2)에 플랜지(2a)가 형성된다. 테두리(2)는 실질적으로 원주를 따라 그리고 실질적으로 포트(1)를 따라 연장하는 다수의 러그들(3)을 지지한다. "원주를 따라" 및 "따라"는 포트(1)의 중심선(4)에 대한 것이다. 또한, 포트(1)는 링형 횡단면을 가진 벽(5)을 포함한다. 벽(5)의 하나의 단부면은 개방되어 형성되고 테두리(2)를 형성한다. 벽(5)의 다른 단부면은 베이스(6)에 의해 폐쇄된다. 포트(1)는 바람직하게 강 또는 알루미늄으로 이루어진다.
도 1은 포트(1)가 제공된 방법 상태를 도시한다.
도 2에는 본 발명에 따른 방법의 제 2 상태에서의 마찰 링(10)이 사시도로 도시된다.
마찰 링(10)은 제 1 링 부재(11), 제 2 링 부재(12) 및 웨브들(13)로 구성되고, 상기 웨브들이 링 부재들(11, 12)의 면들(13a, 13b)을 결합한다. 면들(13a, 13b) 및 웨브들(13) 사이에는 링 부재(11, 12)의 중심선(18)에 대해 실질적으로 방사 방향인 공기 안내 채널들(13c)이 형성된다. 링 부재들(11 및 12)은 관통 개구들(14 및 15)을 갖는다. 관통 개구(14)는 링 부재(11)의 테두리(16)에 의해 한정된다. 테두리(16)는 리세스들(17)이 형성된 원형 형상을 갖는다. 리세스들(17)은 링 부재들(11, 12)의 중심선(18)에 대해 원주를 따라 연장되고, 실질적으로 직사각형 횡단면을 갖는다. 마찰 링(10)은 바람직하게 C/SiC-복합 재료로 제조된다.
도 2는 마찰 링(10)이 제공된 방법 상태를 도시한다.
도 3에는 본 발명에 따른 방법의 제 3 상태에서의 도 1의 포트(1) 및 도 2의 마찰 링(10)이 사시도로 도시된다. 도 4는 도 3의 선 A-A를 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2의 방법 상태로부터, 포트(1)는 마찰 링(10)에 대해 실질적으로 동축으로 배치된다. 즉, 상기 포트와 마찰 링의 중심선들(4 및 18)이 실질적으로 일치한다. 그리고 나서, 포트(1)는 중심선(18)을 따라 이동하고, 러그들(3)은 리세스들(17) 내로 맞물린다. 이로써 마찰 링(10)이 포트(1)와 상대 회전 불가능하게 결합된다.
바람직하게는 러그들(3) 및 리세스들(17)은 결합을 위해 높은 가압력이 제공되어야 하도록 설계된다. 이로써, 각각의 러그들(3)과 각각의 리세스들(17) 사이에 가압 끼워 맞춤이 달성된다.
도 4에 도시되듯이, 도시된 상태에서, 러그들(3)은 리세스(17) 내에 배치되는 제 1 부분(30), 및 링형 부재(11)를 지나 중심선(18)을 따라 돌출하는 제 2 부분(31)을 포함한다. 또한, 도 4에는, 플랜지(2a)가 링형 부재(11)에 접촉한 것이 도시된다.
도 5에는 본 발명에 따른 방법의 제 4 상태에서의 도 1의 포트(1) 및 도 2의 마찰 링(10)이 사시도로 도시된다. 도 6에는 도 5의 선 B-B를 따른 단면도가 도시된다.
도 3에 도시된 방법 상태로부터, 각각의 러그(3)의 부분(31)이, 링 부재(11) 상에 놓이고 베이스(6) 또는 포트(1)의 플랜지(2a)에 대해 링 부재(11)를 후방 그립핑하도록 롤링된다. 상기 상태는 도 5 및 도 6에 도시된다.
특히 도 6에 도시되듯이, 링 부재(11)는 플랜지(2a)와, 러그(3)의 롤링된 부분(31) 사이에 클램핑된다.
후속 방법 단계에서, 브레이크 디스크가 예컨대 절삭 방법에 의해 최종 가공된다. 이 경우, 도시되지 않은 차 축의 관통을 위한 원형 관통부(40)가 포트(1)의 베이스(6) 내에 정확한 치수로 커팅된다. 대안으로, 이러한 관통부(40)가 도 1에 따른 제공 상태에서 이미 대략적으로 형성될 수 있다. 그러나 관통부(40)의 최종 가공은 바람직하게 마찰 링(10) 내로 포트(1)의 롤링 후에야 이루어진다. 또한 완성된 브레이크 디스크(42)를 고정하기 위한 고정 수단용 관통부들(41)이 포트 베이스(6) 내에 제공된다. 예컨대 재료 제거에 의한 브레이크 디스크의 정확한 밸런싱도 최종 가공의 부분으로서 이루어질 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참조로 설명되었지만, 이것에 제한되는 것이 아니라 다양한 방식으로 변형될 수 있다.
1 포트
2 테두리
2a 플랜지
3 러그
4 중심선
5 벽
6 베이스
10 마찰 링
11 제 1 링 부재
12 제 2 링 부재
13 웨브
13a 면
13b 면
13c 공기 안내 채널
14 개구
15 개구
16 테두리
17 리세스
18 중심선
30 부분
31 부분
40 관통부
41 고정 수단용 관통부
42 브레이크 디스크

Claims (12)

  1. 포트(1)가 롤링되는 개구(14)를 가진 마찰 링(10)을 구비한 차량용 브레이크 디스크(42).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 포트(1)의 테두리(2)에 적어도 하나의 러그(3)가 형성되고, 상기 개구(14)에 인접하는, 상기 마찰 링(10)의 테두리(16)에 적어도 하나의 리세스(17)가 제공되고, 상기 러그(3)는 상기 리세스(17) 내로 맞물리는 제 1 부분(30), 및 상기 마찰 링을 후방 그립핑하기 위해 상기 마찰 링(10) 둘레에서 롤링되는 제 2 부분(31)을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 러그(3)의 상기 제 1 부분(30)은 상기 리세스(17) 내로 압입되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 포트(1)의 테두리(2)에 플랜지(2a)가 형성되고, 상기 플랜지(2a) 및 상기 러그(3)의 제 2 부분(31)이 상기 마찰 링(10)을 그들 사이에서 지지하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포트(1)는 테두리(2)에 대향 배치되게 베이스(6)를 포함하고, 상기 베이스에 휠 축을 위한 관통부(40)가 제공되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰 링(10)이 제 1 및 제 2 링 부재(11, 12)를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 링형 부재들의 면들이 웨브들(13)에 의해 실질적으로 방사 방향인 공기 안내 채널들(13c)을 형성하면서 결합되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포트(1)는 알루미늄, 강 또는 알루미늄 및 강을 포함하고, 상기 마찰 링(10)은 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.
  8. 차량용 브레이크 디스크(42)의 제조 방법으로서, 포트(1)가 마찰 링(10)의 개구(14) 내로 롤링되는, 브레이크 디스크의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 테두리(2)에 적어도 하나의 러그(3)를 포함하는 포트(1)가 형성되고, 상기 개구(14)에 인접하는 테두리(16)에 적어도 하나의 리세스(17)를 포함하는 마찰 링(10)이 형성된 후, 상기 러그(3)가 상기 리세스(17) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크의 제조 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 러그(3)가 상기 리세스(17) 내로 압입되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크의 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 압입 또는 삽입 후, 상기 러그(3)는 상기 마찰 링(10)을 후방 그립핑하기 위해 부분적으로 롤링되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크의 제조 방법.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 롤링 후, 마찰 링(10), 상기 포트(1), 또는 마찰 링(10) 및 상기 포트(1)가 최종 가공되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크의 제조 방법.
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