KR100734130B1

KR100734130B1 - 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바 및 그제조방법

Info

Publication number: KR100734130B1
Application number: KR1020060016851A
Authority: KR
Inventors: 정찬기
Original assignee: 대원강업주식회사
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2007-06-29
Also published as: CN101378921B; EP1989071A1; EP1989071A4; CN101378921A; US20110119920A1; US8539675B2; EP1989071B1; US7984918B2; JP2009525919A; CA2642009C; CA2642009A1; JP5094738B2; US20100225083A1; WO2007097499A1

Abstract

본 발명은 레그 바 끝단에 가해지는 하중에 의해 발생되는 응력이 밴딩부에 집중되지 않고 레그 바 전체에 분산되도록 하여 밴딩부가 절손되는 현상을 방지할 수 있으며, 스테빌라이져 바 제조 시 사용되는 소재를 절감할 수 있도록 하는 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바 및 그 제조방법에 관한 것이다. 상기 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바는 레그 바를 상단부에서 하단부 방향으로 테이퍼 지도록 형성한 것이며, 그 제조방법은 환봉 형상의 스테빌라이져 바 소재를 절단하는 단계; 상기 스테빌라이져 바 소재의 레그 바가 형성될 양 끝단부를 가열하는 단계; 상기 가열된 스테빌라이져 바 소재의 양 끝단부의 양측면을 테이퍼 지도록 압연 가공하는 단계; 상기 스테빌라이져 바 소재를 소재 축을 중심으로 회전시켜 레그 바가 형성될 상기 스테빌라이져 바 소재 양측 끝단부의 가공되지 않은 양측면을 테이퍼 지도록 함과 동시에 단면부의 형상이 타원형태로 형성되도록 압연 가공하는 단계; 상기 스테빌라이져 바 소재의 양측 끝단을 단조 가공하여 아이 포밍을 형성하는 단계; 및 상기 스테빌라이져 바 소재를 스테빌라이져 바의 형상으로 밴딩 성형하는 단계로 구성된다.

스테빌라이져 바, 레그 바, 평행 바, 압연 가공, 이형단면, 테이퍼

Description

순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바 및 그 제조방법{Tapered Stabilizer bars with Non-Circular Cross-Sectional Properties and Method of Manufacture}

도 1 은 통상적인 스테빌라이져 바의 가공단계 예시도

도 2는 통상적인 스테빌라이져 바의 장착상태도

도 3a는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바의 정면도 및 측면도

도 3b는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 레그 바의 평면도

도 3c는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 레그 바의 정면도

도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바의 장착 상태도

도 5는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바의 가공단계 예시도

도 6은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바의 압연 가공 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 스테빌라이져 바(Stabilizer Bar) (2) : 고정구

(3) : 프레임 (4) : 상측 압연롤러

(4A) : 하측 압연롤러 (10) : 레그 바(Leg Bar)

(11) : 평행 바 (12) : 스테빌라이져 바 소재

(13) : 밴딩부 (100) : 아이 포밍

본 발명은 순차 이형 단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레그 바를 상단부에서 하단부로 갈수록 테이퍼 지도록 하여 레그 바의 상단부에서 하단부로 갈수록 단면계수가 작아지도록 함으로써 레그 바 끝단에 가해지는 하중에 의해 발생되는 응력이 밴딩부에 집중되지 않고 레그 바 전체에 분산되도록 하여 밴딩부가 절손되는 현상을 방지할 수 있으며, 스테빌라이져 바 제조 시 사용되는 소재를 절감하여 스테빌라이져 바의 중량을 감소시켜 차체의 경량화에 일조할 뿐만 아니라 생산원가를 절감할 수 있도록 하는 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1 은 통상적인 스테빌라이져 바의 가공단계 예시도이고, 도 2는 통상적인 스테빌라이져 바의 장착상태도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 통상적인 스테빌라이져 바(1)는 원형 단면의 환봉 형태의 스테빌라이져 바 소재(12)를 절단한 후 상기 스테빌라이져 바 소재(12)의 양 끝단부를 단조 가공하여 아이 포밍(100)을 형성한 다음, 스테빌라이져 바(1) 형태로 밴딩 가공하는 단계로 제조되며, 도 2에 도시된 바와 같이 통상적인 스테빌라이져 바(1)의 레그 바(10)는 전체 길이에 걸쳐 원형 단면을 가지도록 제조되며, 상기와 같이 제조된 스테빌라이져 바(1)는 평행 바(11)가 내부에 부시가 장착된 고정구(2)에 의해 프레임(3)에 지지되며, 레그 바(10)는 상기 평행 바(11)의 양측 끝단부에 연장 형성되어 그 끝단부가 현가 암(도시되지 않음)에 연결 설치됨으로써 차체의 기울기에 의한 롤링현상을 제어할 목적으로 사용되는 기구이다. 상기와 같이 설치된 스테빌라이져 바(1)의 레그 바(10) 끝단에는 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 요동으로 인하여 하중(P)을 받게 되며, 이로 인하여 모멘트가 발생하게 된다. 상기와 같이 발생되는 모멘트에 의하여 레그 바(10)에는 굽힘 응력이 발생하게 된다. 그러나 상기 레그 바(10)는 전체 길이에 걸쳐 같은 면적의 원형 단면을 가짐으로 전체 길이에 걸쳐 동일한 단면계수를 가지게 됨으로써 전체 길이에 걸쳐 일정한 강성을 가진다. 상기와 같이 레그 바(10)가 전체 길이에 걸쳐 일정한 강성을 가짐으로 레그 바(10)의 끝단에 가해지는 하중(P)에 의해 비틀림 응력이 발생하는 레그 바(10)와 평행 바(11)가 연결되는 밴딩부(13)에 응력이 집중됨으로써 반복적인 하중이 오랜 시간에 걸쳐 가해질 경우에는 절손현상이 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 차량의 요동으로 인한 하중에 의해 발생되는 응력이 밴딩부에 집중되지 않고 레그 바 전체에 분산되도록 하여 밴딩부가 절손되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스테빌라이져 바 제조 시 사용되는 소재를 절감하여 스테빌라이져 바의 중량을 감소시킴으로써 차체의 경량화에 일조할 뿐만 아니라 생산원가를 절감할 수 있도록 하는 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 레그 바를 상단부에서 하단부 방향으로 테이퍼 지도록 형성함으로써 레그 바의 상단부에서 하단부로 갈수록 단면계수를 작아지도록 하여 레그 바 끝단에 가해지는 하중에 의한 응력이 밴딩부에 집중되지 않고 레그 바 전체에 분산되도록 함으로써 밴딩부의 절손현상을 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바와, 환봉 형상의 스테빌라이져 바 소재를 절단하는 단계; 상기 스테빌라이져 바 소재의 레그 바가 형성될 양 끝단부를 가열하는 단계; 상기 가열된 스테빌라이져 바 소재의 양 끝단부의 양측면을 테이퍼 지도록 압연 가공하는 단계; 상기 스테빌라이져 바 소재를 소재 축을 중심으로 회전시켜 레그 바가 형성될 상기 스테빌라이져 바 소재 양측 끝단부의 가공되지 않은 양측면을 테이퍼 지도록 함과 동시에 단면부의 형상이 타원형태로 형성되도록 압연 가공하는 단계; 상기 스테빌라이져 바 소재의 양측 끝단을 단조 가공하여 아이 포밍을 형성하는 단계; 및 상기 스테빌라이져 바 소재를 스테빌라이져 바의 형상으로 밴딩 성형하는 단계로 구성된 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바의 제조방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위하여 종래의 스테빌라이져 바와 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여 하였다.

도 3a는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바의 정면도 및 측면도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 레그 바의 평면도이며, 도 3c는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 레그 바의 정면도이다. 도 3a에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바(1)는 원형 형상의 단면을 가지는 평행 바(11), 상기 평행 바(11)의 양측 끝단부에 연장되어 형성된 레그 바(10) 및 상기 레그 바 끝단부에 형성된 아이 포밍(100)으로 구성되며, 상기 레그 바(10)는 상단부에서 하단부 방향 즉, 평행 바(11)와 연결되는 밴딩부(13)에서 레그 바(10)의 끝단부 방향으로 테이퍼 지도록 형성된다. 즉, 도 3a의 A-A 단면도 내지 F-F 단면도에서 도시된 바와 같이 레그 바(10)의 시작부인 A-A 단면은 평행 바와 동일한 면적의 원형 단면을 가지며, B-B단면에서부터 F-F단면으로 갈수록 레그 바(10)의 단면의 형상이 타원 형태에 가까워질 뿐만 아니라 단면적도 좁아지게 테이퍼 진다.

도 3b 및 도 3c를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예에 의한 레그 바를 보다 상세히 설명하면, 도 3b에 도시된 바와 같이 레그 바(10)를 평면에서 보았을 경우에는 A-A 단면은 평행 바와 동일한 면적의 원형 단면을 가지며, B-B단면에서부터 F-F단면으로 갈수록 레그 바(10)의 단면의 형상은 장지름(D)이 단면의 y축의 방향 으로 형성된 타원 형태에 가까워짐과 동시에 단면적도 좁아지도록 테이퍼 지며, 도 3c에 도시된 바와 같이 레그 바(10)를 정면에서 보았을 경우에는 A-A 단면은 평행 바와 동일한 면적의 원형 단면을 가지며, B-B단면에서부터 F-F단면으로 갈수록 레그 바(10)의 단면의 형상은 장지름(D)이 단면의 x축의 방향으로 형성된 타원 형태에 가까워짐과 동시에 단면적도 좁아지도록 테이퍼 지도록 형성된다.

도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바의 장착 상태도로서, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바(1)의 평행 바(11)는 내부에 부시가 장착된 고정구(2)에 의해 프레임(3)에 지지되며, 상기 평행 바(11)의 양측 끝단부에 연장 형성되어 그 끝단부가 현가 암(도시되지 않음)에 연결되는 레그 바(10)는 차량의 요동에 의해 레그 바(10) 끝단부에 하중(P)을 받게 된다. 상기와 같은 하중(P)을 받는 레그 바는 하중(P)이 가해지는 방향과 타원형태의 단면의 장지름(D)이 형성되는 방향이 일치되도록 밴딩 성형된다.

도 5는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바의 가공단계 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바의 압연 가공 예시도로서, 도 5 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바(1)는 환봉 형상의 스테빌라이져 바 소재(12)를 절단을 한 후 상기 스테빌라이져 바 소재(12)의 레그 바(10)가 형성될 양 끝단부를 가열을 한다. 상기와 같이 가열된 스테빌라이져 바(1)의 레그 바(10)가 형성될 스테빌라이져 바 소재(12)의 양 끝단부를 도 5의 B 및 C에 도시된 바와 같이 끝단부로 갈수록 테이퍼 지도록 압연 가공한다. 즉 도 6의 A에 도시된 바와 같이 가열된 스테빌라이져 바 소재(12)의 양측 끝단부를 상, 하측 압연롤러(4)(4a) 사이에 삽입하여 양측면을 테이퍼 지도록 압연 가공하는 가공을 한 후 도 6의 B에 도시된 바와 같이 상기 스테빌라이져 바 소재(12)를 소재 축(S)을 중심으로 회전시켜 레그 바(10)가 형성될 상기 스테빌라이져 바 소재(12) 양측 끝단부를 다시 한번 상, 하측 압연롤러(4)(4a) 사이에 삽입하여 가공되지 않은 양측면을 테이퍼 지도록 함과 동시에 단면부의 형상이 타원형태로 형성되도록 압연 가공을 한다. 상기와 같이 레그 바(10)가 형성될 스테빌라이져 바 소재(12)의 양측 끝단의 압연 가공을 마친 다음에는 도 5의 D 및 E에 도시된 바와 같이 상기 스테빌라이져 바 소재(12)의 양측 끝단을 단조 가공하여 아이 포밍(100)을 형성한 다음 도 5의 F에 도시된 바와 같이 상기 스테빌라이져 바 소재(12)를 스테빌라이져 바(1)의 형상으로 밴딩 성형함으로써 제조된다.

이때, 상기 환봉 형상의 스테빌라이져 바 소재(12)는 양측 끝단부를 압연 가공하여 길이가 늘어나게 됨으로써 도 5의 A에 도시된 바와 같이 압연 가공으로 인하여 늘어나는 길이(L)만큼 제조치수 보다 환봉 형상의 스테빌라이져 바 소재(12)를 짧게 절단한다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 단면 형상이 타원형태로 압연 가공된 레그 바(10)가 형성될 스테빌라이져 바 소재(12)의 양측단은 자동차의 요동발생으로 인하여 레그 바(10) 끝단부에 가해지는 하중(P)의 방향과 단면의 장지름(D) 방향이 일치하도록 밴딩 성형되는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바의 작용을 설명하면 다음과 같다. 도 4에 도시된 바와 같이 스테빌라이져 바(1)는 통상적으로 평행 바(11)와 레그 바(10)로 구성되며, 상기 평행 바(11)는 내부에 부시가 장착된 고정구(2)에 의해 프레임(3)에 지지되며, 상기 레그 바(10)는 평행 바(11)의 양측 끝단부에 연장 형성되어 그 끝단부가 현가 암(도시되지 않음)에 연결된다. 상기와 같이 현가 암에 양측 끝단부가 연결되는 레그 바(10)는 자동차의 요동으로 인하여 그 끝단부에 하중(P)이 가해지게 된다. 상기와 같이 레그 바(10)의 끝단부에 하중(P)이 가해짐으로써 상기 레그 바(10)에는 굽힘 응력이 발생하게 됨과 동시에 상기 레그 바(10)와 평행 바(11)의 연결부분인 밴딩부(13)에는 비틀림 응력이 발생하게 된다. 이때 레그 바(10)의 단면적의 넓이가 전체 길이에 걸쳐 일정하면 전체 길이에 걸쳐 동일한 단면계수를 가지게 됨으로써 상기 레그 바(10)는 전체 길이에 걸쳐 일정한 강성을 가진다. 상기와 같이 레그 바(10)가 전체 길이에 걸쳐 일정한 강성을 가지게 되면 레그 바(10)의 끝단에 가해지는 하중(P)에 의해 비틀림 하중이 가해지는 레그 바(10)와 평행 바(11)가 연결되는 밴딩부(13)에 응력이 집중됨으로써 반복적인 하중이 오랜 시간에 걸쳐 가해질 경우에는 절손현상이 발생할 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바(1)의 레그 바(10)는 상단부에서 하단부로 갈수록 테이퍼 지도록 형성됨으로써 레그 바(10)의 상단부에서 하단부로 갈수록 단면계수를 작아지도록 한다. 상기와 같이 레그 바(10)의 단면계수가 상단부에서 하단부로 갈수록 작아지게 되면 그 크기가 단면계수와 반비례하는 레그 바(10)에 발생되는 응력은 상단부에서 하단부로 갈수록 커지게 된다. 즉 응력이 레그 바(10)의 상단부에서 하단부로 갈수록 커지게 됨으로써 레그 바(10) 끝단 에 가해지는 하중에 의한 응력이 밴딩부(13)에 집중되지 않고 레그 바(10) 전체에 분산되도록 하여 밴딩부(13)의 절손현상을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스테빌라이져 바(1)는 레그 바(10) 부분에 압연 가공을 함으로써 도 5에 도시된 바와 같이 압연 가공으로 인하여 늘어나는 길이(L)만큼 스테빌라이져 바 소재(12)를 절감하여 중량을 감소시킴으로써 자동차의 경량화에 일조할 수 있을 뿐만 아니라 생산원가 또한 절감 할 수 있도록 한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바 및 그 제조방법은 레그 바의 상단부에서 하단부로 갈수록 단면계수가 작아지도록 하여 레그 바 끝단에 가해지는 하중에 의해 발생되는 응력이 밴딩부에 집중되지 않고 레그 바 전체에 분산되도록 하여 밴딩부가 절손되는 현상을 방지할 수 있으며, 스테빌라이져 바 제조 시 사용되는 소재를 절감하여 스테빌라이져 바의 중량을 감소시켜 차체의 경량화에 일조할 뿐만 아니라 생산원가를 절감할 수 있도록 하여 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

내부에 부시가 장착된 고정구에 의해 프레임에 회전 가능하도록 지지되는 평행 바; 및 상기 평행 바의 양측 끝단부에 연장 형성되어 그 끝단부가 현가 암에 연결되는 레그 바로 구성된 자동차용 스테빌라이져 바에 있어서,

상기 레그 바를 상단부에서 하단부 방향으로 테이퍼 지도록 형성함으로써 레그 바의 상단부에서 하단부로 갈수록 단면계수를 작아지도록 하여 레그 바 끝단에 가해지는 하중에 의한 응력이 밴딩부에 집중되지 않고 레그 바 전체에 분산되도록 함으로써 밴딩부의 절손현상을 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바.
제 1 항에 있어서,

상기 레그 바의 단면은 타원형태로 형성된 것을 특징으로 하는 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바.
제 2 항에 있어서,

상기 레그 바의 타원형태의 단면은 레그 바의 끝단부에 가해지는 하중 방향과 일치하는 방향으로 장지름이 형성된 타원형태인 것을 특징으로 하는 순차 이형 단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바.
자동차용 스테빌라이져 바의 제조 방법에 있어서,

환봉 형상의 스테빌라이져 바 소재를 절단하는 단계;

상기 스테빌라이져 바 소재의 레그 바가 형성될 양 끝단부를 가열하는 단계;

상기 가열된 스테빌라이져 바 소재의 양 끝단부의 양측면을 테이퍼 지도록 압연 가공하는 단계;

상기 스테빌라이져 바 소재를 소재 축을 중심으로 회전시켜 레그 바가 형성될 상기 스테빌라이져 바 소재 양측 끝단부의 가공되지 않은 양측면을 테이퍼 지도록 함과 동시에 단면부의 형상이 타원형태로 형성되도록 압연 가공하는 단계;

상기 스테빌라이져 바 소재의 양측 끝단을 단조 가공하여 아이 포밍을 형성하는 단계; 및

상기 스테빌라이져 바 소재를 스테빌라이져 바의 형상으로 밴딩 성형하는 단계로 구성된 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바의 제조방법.
제 4 항에 있어서,

상기 환봉 형상의 스테빌라이져 바 소재는 양측 끝단부의 압연 가공으로 인하여 늘어나는 길이만큼 제조치수 보다 짧게 절단되는 것을 특징으로 하는 순차 이 형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바의 제조방법.
제 4 항에 있어서,

상기 단면 형상이 타원형태로 압연 가공된 레그 바가 형성될 스테빌라이져 바 소재의 양측단은 자동차의 요동발생으로 인하여 레그 바 끝단부에 가해지는 하중의 축 방향과 단면의 장지름 방향이 일치하도록 밴딩 성형되는 것을 특징으로 하는 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바의 제조방법.