KR101115338B1 - 토션빔용 금형장치 및 그 제어방법 - Google Patents

토션빔용 금형장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

토션빔용 금형장치 및 그 제어방법에 대한 발명이 개시된다. 개시된 토션빔용 금형장치는: 토션빔용 모재의 양측에 삽입되는 코어부와, 모재를 가압하는 가압금형 및 가압금형과 비스듬하게 접하면서 모재의 측방향으로 이동되는 슬라이드금형을 구비하는 것을 특징으로 한다.
코어부, 가압금형, 슬라이드금형, 제1이동금형, 제2이동금형

Description

토션빔용 금형장치 및 그 제어방법{MOLDING DEVICE FOR TORSION BEAM AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 토션빔용 금형장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토션빔의 성형 중 발생하는 손상을 최소로 할 수 있는 토션빔용 금형장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 전방 및 후방에 설치되는 현가장치는 주행 중 노면으로부터 충격 또는 진동을 완화, 흡수하여 자동차의 승차감 및 주행 안정성을 향상시킨다.
준중형 이하 소형차량의 후방현가장치에 사용되는 토션빔의 일종인 CTBA(coupled torsion beam axle)는 차량의 롤 현상을 조절하기 위한 현가장치의 한 종류로서, 부품수가 적고 경량화할 수 있기 때문에 점진적으로 확대 적용되고 있다.
토션빔은 차량의 횡방향으로 설치되며, 강한 비틀림 강성과 벤딩 강성이 요 구된다.
토션빔은 원형 파이프 형상의 모재가 하부금형에 안착된 상태에서 모재의 양단에 코어부재가 삽입된 후, 상부금형이 모재를 가압하여 토션빔을 성형한다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
모재의 양단부에 코어부재가 삽입된 상태에서 상부금형이 모재를 가압하여 모재의 성형이 급격하게 되므로, 모재의 양단에 응력이 집중되어 성형 불량이 발생될 가능성이 높아진다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 토션빔의 양단 성형이 서서히 진행되므로, 토션빔의 성형 불량률을 감소시킬 수 있는 토션빔용 금형장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 토션빔용 금형장치는: 토션빔용 모재의 양측에 삽입되는 코어부와, 모재를 가압하는 가압금형 및 가압금형과 비스듬하게 접하면서 모재의 측방향으로 이동되는 슬라이드금형을 포함한다.
또한 가압금형에는 모재의 상측을 내측으로 절곡시키는 가압돌기부가 구비되는 것이 바람직하다.
또한 슬라이드금형은, 모재를 중심으로 이격되어 슬라이드 이동하는 제1이동금형 및 제2이동금형을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 제1이동금형과 제2이동금형의 측면에 경사면을 구비하는 제1경사부 및 제1경사부와 대응하는 경사면이 가압금형에 구비되는 제2경사부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 토션빔용 금형장치의 제어방법은: 토션빔용 모재의 양측에 코어부가 삽입하는 단계와, 모재의 상부로 가압금형이 하강하여 모재의 상측을 성형하는 단계 및 가압금형과 비스듬하게 접하면서 이동되는 슬라이드금형이 모재를 성형하는 단계를 포함한다.
또한 슬라이드금형이 모재를 성형하는 단계에 있어서, 슬라이드금형을 구성하는 제1이동금형과 제2이동금형의 하부는 설정된 간격으로 이격되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 토션빔용 금형장치 및 그 제어방법은 가압금형의 하강에 따라 가압금형과 비스듬하게 접하면서 이동되는 슬라이드금형이 토션빔의 측면을 서서히 가압하므로 토션빔의 양단에 집중되는 성형 응력을 감소시켜 토션빔의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 토션빔용 금형장치 및 그 제어방법의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 자동차 생산공정에 사용되는 토션빔용 금형장치 및 그 제어방법을 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정 의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토션빔용 금형장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 가압금형을 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 슬라이드금형을 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토션빔용 금형장치에 토션빔용 모재가 설치된 상태를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어부가 모재의 양측에 삽입되는 상태를 도시한 사시도이며, 도 6은 도 5에 도시된 상부금형과 하부금형을 개략적으로 도시한 측단면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압금형의 하강이 완료된 상태를 도시한 사시도이며, 도 8은 도 7에 도시된 상부금형과 하부금형의 이동상태를 도시한 측단면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이드금형이 가운데 방향으로 이동된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 10 도 9에 도시된 슬라이드금형이 복귀부재로 인하여 양측으로 벌어지는 상태를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 토션빔용 금형장치(1)는, 토션빔용 모재(40)의 양측에 삽입되는 코어부(42)와, 모재(40)를 가압하는 가압금형(10) 및 가압금형(10)과 비스듬하게 접하면서 모재(40)의 측방향으로 이동되는 슬라이드금형(20)을 포함한다.
가압금형(10)의 하측(이하 도 4기준)은 모재(40)의 상측부를 성형하는 상부 성형부(12)가 구비된다.
상부성형부(12)는 모재(40)의 가운데 부분을 가압하여 오목한 형상으로 형성시키는 가압돌기부(14)를 구비한다. 가압돌기부(14)는 가압금형(10)의 하측으로 돌출된 형상이며, 토션빔(70)의 형상 변화에 따라서 가압돌기부(14)의 형상도 변형될 수 있다.
가압금형(10)의 양측에는 경사면(18)을 구비하는 제2경사부(16)가 구비된다. 제2경사부(16)는 슬라이드금형(20)의 제1경사부(30)와 경사지게 접하면서 슬라이드금형(20)을 이동시키는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
제2경사부(16)는 가압금형(10)의 하부 양측에 설치되며, 제2경사부(16)의 경사면(18)은 상부성형부(12)가 구비된 가압금형(10)의 중심부를 향하여 경사면(18)의 상측이 설정된 각도로 기울어져 설치된다.
슬라이드금형(20)은 모재(40)와 이격된 상태에서 가압금형(10)의 하강과 함께 모재(40)의 방향으로 이동하여, 모재(40)의 측면과 상하부를 성형하는 기술사상 안에서 다양한 형상과 동작상태를 갖는다.
일 실시예에 의한 슬라이드금형(20)은, 모재(40)를 중심으로 이격되어 슬라이드 이동하는 제1이동금형(22) 및 제2이동금형(26)을 포함한다.
제1이동금형(22)과 제2이동금형(26)의 마주하는 부분에는 모재(40)의 측면과 상하부를 성형하는 제1성형부(24)와 제2성형부(28)가 구비된다.
제1성형부(24)와 제2성형부(28)는 모재(40)의 가공 형상에 따라 직선이나 곡선 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
제1이동금형(22)과 제2이동금형(26)의 측면에는 제2경사부(16)와 대응하는 경사면(32)이 구비되는 제1경사부(30)를 포함한다.
제1경사부(30)는 가압금형(10)의 하강으로 가압금형(10)에 구비된 제2경사부(16)와 사선 방향으로 접하면서 슬라이드 이동되는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의한 제1경사부(30)는 슬라이드금형(20)의 외측면에 형성된다. 제1경사부(30)를 구성하는 경사면(32)은, 가압금형(10)에 구비된 제2경사부(16)의 하측 이동시, 제2경사부(16)의 경사면(18) 하측과 제1경사부(30)의 경사면(32) 상측이 접하면서 슬라이딩 되도록 경사지게 형성된다.
슬라이드금형(20)을 구성하는 제1이동금형(22)과 제2이동금형(26)의 하부는 설정된 간격으로 이격 설치된다.
즉, 가압금형(10)의 하강 이동이 완료된 상태에서 슬라이드금형(20)의 제1성형부(24)와 제2성형부(28)의 하측은 설정된 간격으로 이격되어 모재(40)의 성형시에 발생되는 주름발생 및 응력집중에 따른 찢어짐 현상을 방지할 수 있다.
모재(40)의 방향으로 이동되는 제1이동금형(22)과 제2이동금형(26)의 간격은, 설정된 간격보다 넓으면 모재(40)가 성형될 때, 모재(40)의 하측으로 볼록하게 튀어나온 주름이 발생한다.
제1이동금형(22)과 제2이동금형(26)의 간격이 설정된 간격보다 좁은 경우, 코어부(42)가 삽입되는 모재(40)의 양측면에 가해지는 성형 응력이 높아지므로, 성형중에 모재(40)가 손상될 수 있다.
제1이동금형(22)과 제2이동금형(26)은 모재(40)가 설치된 방향으로 이동되어 모재(40)를 토션빔(70) 형상으로 성형하며, 제1이동금형(22)의 하측과 제2이동금형(26)의 하측은 설정된 간격으로 이격된다.
설정된 간격은 토션빔(70)의 크기 및 형상 등에 고려하여 설정되며, 작업환경이나 재질에 따라서도 증감될 수 있다.
토션빔(70)을 형성하는 모재(40)는 파이프 형상으로 형성되며, 모재(40)의 양측을 성형하는 코어부(42)는 토션빔용 금형장치(1)의 양측에 설치된다.
코어부(42)는 모재(40)의 양측에 삽입된 후에 모재(40)를 따라 하측으로 소정 간격 이동되도록 수평 및 상하로 이동가능하게 설치된다.
슬라이드금형(20)은 하우징(50) 내에 슬라이드 이동 가능한 상태로 설치되며, 가압금형(10)이 슬라이드금형(20)에서 분리된 이후에, 슬라이드금형(20)을 구성하는 제1이동금형(22)과 제2이동금형(26)을 양측으로 이동시키는 복귀부재(60)가 하우징(50)에 설치된다.
복귀부재(60)는 슬라이드금형(20)에 일측이 고정되는 연결바(66)와, 하우징(50)의 외측으로 돌출된 연결바(66)의 타측에 고정되는 스토퍼(64)와, 스토퍼(64)와 하우징(50)의 외측면 사이에 설치되는 탄성부재(62)를 포함한다.
복귀부재(60)는 가압금형(10)과 분리된 슬라이드금형(20)을 양측으로 이동시키는 기술사상 안에서 유압실린더, 공압실린더 및 전동장치 등을 포함한 다양한 기계장치나 탄성부재(62)들이 사용될 수 있음은 물론이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 토션빔용 금형장치(1)의 제어방법을 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 토션빔용 금형장치(1)의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 토션빔용 금형장치(1)의 제어방법은, 슬라이드 금형의 제1이동금형(22)과 제2이동금형(26) 사이에 토션빔용 모재(40)를 설치한 후, 토션빔용 모재(40)의 양측에 코어부(42)를 삽입한다.(S10)
그리고, 모재(40)의 상부로 가압금형(10)이 하강하면서 가압돌기부(14)를 포함한 상부성형부(12)가 모재(40)의 상측을 성형한다.(S20)
코어부(42)가 모재(40)에 삽입된 후 가압금형(10)이 하강하여 모재(40)를 성형할 수 있으며, 코어부(42)가 모재(40)에 삽입되는 동작과 가압금형(10)이 모재(40)를 성형하는 동작이 동시에 이루어질 수 있으며, 가압금형(10)이 하강한 후에 코어부(42)가 모재(40)에 삽입되는 등 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.
가압금형(10)이 하측으로 이동하면서 가압금형(10)의 제2경사부(16)의 하측은 슬라이드금형(20)의 제1경사부(30) 상측과 접하면서, 슬라이드금형(20)은 가압금형(10)과 비스듬하게 접하면서 모재(40) 방향으로 이동된다.(S30)
제1이동금형(22)과 제2이동금형(26)이 모재(40) 방향으로 이동하면서 모재(40)를 서서히 가압하여 성형하므로 모재(40)의 손상을 방지할 수 있다.
슬라이드금형(20)이 모재(40)를 성형하는 단계에 있어서, 슬라이드금형(20)을 구성하는 제1이동금형(22)과 제2이동금형(26)의 하부는 설정된 간격으로 이격되 어 모재(40)를 성형하므로, 모재(40)의 손상을 방지할 수 있다.
제1이동금형(22)과 제2이동금형(26)이 가압금형(10)과 접하면서 가운데로 이동되면, 제1이동금형(22)과 제2이동금형(26)에 연결된 연결바(66)와 스토퍼(64)도 이동되므로, 스프링을 포함한 탄성부재(62)가 압축된다.
모재(40)가 토션빔(70)의 형상으로 성형되면, 가압금형(10)은 슬라이드금형(20)에서 분리되어 상승한다.(S40)
가압금형(10)의 상승으로 가압금형(10)과 슬라이드금형(20)이 이격되면, 코어부(42)가 토션빔(70)에서 분리된다.
그리고, 슬라이드금형(20)은 복귀부재(60)가 동작하므로 양측으로 이동되어 초기 위치로 복귀한다.(S50)
탄성부재(62)는 압축된 상태에서 원상태로 돌아가는 복원력이 작용하며, 이러한 복원력은 스토퍼(64)를 하우징(50)과 멀어지는 방향으로 이동시키며, 스토퍼(64)와 연결된 연결바(66)가 이동되므로 슬라이드금형(20)도 양측으로 이동된다.
상술한 바와 같은 구성에 의하면, 본 발명은 가압금형(10)의 하강에 따라 가압금형(10)과 비스듬하게 접하면서 이동되는 슬라이드금형(20)이 모재(40)를 서서히 가압하므로 모재(40)의 양단에 집중되는 성형 응력을 감소시켜 토션빔(70)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 자동차 생산공정에 사용되는 토션빔용 금형장치 및 그 제어방법을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 자동차 생산공정에 사용되는 토션빔이 아닌 다른 구조물이나 기계 장치에 사용되는 토션빔에도 본 발명의 토션빔용 금형장치 및 그 제어방법이 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토션빔용 금형장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가압금형을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 슬라이드금형을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토션빔용 금형장치에 토션빔용 모재가 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어부가 모재의 양측에 삽입되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 상부금형과 하부금형을 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압금형의 하강이 완료된 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 상부금형과 하부금형의 이동상태를 도시한 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이드금형이 가운데 방향으로 이동된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 10 도 9에 도시된 슬라이드금형이 복귀부재로 인하여 양측으로 벌어지는 상태를 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 토션빔용 금형장치의 제어방법을 도시 한 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1: 토션빔용 금형장치 10: 가압금형
12: 상부성형부 14: 가압돌기부
16: 제2경사부 20: 슬라이드금형
22: 제1이동금형 24: 제1성형부
26: 제2이동금형 28: 제2성형부
30: 제1경사부 40: 모재
42: 코어부 50: 하우징
60: 복귀부재 62: 탄성부재
64: 스토퍼 66: 연결바
70: 토션빔

Claims (6)

  1. 토션빔용 모재의 양측에 삽입되는 코어부;
    상기 모재를 가압하는 가압금형; 및
    상기 가압금형과 비스듬하게 접하면서 상기 모재의 측방향으로 이동되는 슬라이드금형을 포함하며,
    상기 슬라이드금형은, 상기 모재를 중심으로 이격되어 하우징 내측에서 슬라이드 이동하는 제1이동금형 및 제2이동금형을 포함하고,
    상기 제1이동금형과 상기 제2이동금형의 측면에 경사면을 구비하는 제1경사부; 및
    상기 제1경사부와 대응하는 경사면이 상기 가압금형에 구비되는 제2경사부를 포함하며,
    상기 가압금형이 상기 슬라이드금형에서 분리된 이후에, 상기 제1이동금형과 상기 제2이동금형을 양측으로 이동시키는 복귀부재를 더 포함하고,
    상기 복귀부재는, 상기 슬라이드금형에 일측이 고정되는 연결바와, 상기 하우징의 외측으로 돌출되는 상기 연결바의 타측에 고정되는 스토퍼 및 상기 스토퍼와 상기 하우징의 외측면 사이에 설치되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 토션빔용 금형장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압금형에는 상기 모재의 상측을 내측으로 절곡시키는 가압돌기부가 구비되는 것을 특징으로 하는 토션빔용 금형장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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