KR101639129B1 - 차량용 컨트롤암의 제조방법 - Google Patents

차량용 컨트롤암의 제조방법 Download PDF

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Abstract

차량용 컨트롤암의 제조방법에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 차량용 컨트롤암의 제조방법은: 판재를 블랭킹 가공하는 단계; 판재를 펀칭 가공하여 제1 홀을 형성하는 단계; 제1 홀을 확장하도록 제1 홀의 둘레를 프레스 가공하여 제2 홀을 형성하는 단계; 제2 홀의 크기를 확장하도록 제2 홀의 둘레를 펀칭 가공하여 제3 홀을 형성하는 단계; 및 제3 홀을 확장하도록 프레스 가공하여 부시 압입부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 컨트롤암의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF CONTROL ARM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 컨트롤암의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부시 압입부에서 크랙이나 파단부가 발생되는 것을 억제할 수 있는 차량용 컨트롤암의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치에는 컨트롤암이 연결된다. 컨트롤암은 너클과 현가장치를 연결한다. 컨트롤암에는 현가장치와 연결되는 너클에 연결되는 볼조인트부와, 크로스 멤버에 연결되는 부시 압입부가 형성된다. 부시 압입부에는 부시가 압입되어 크로스 멤버와 연결된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2007-0062073호(2007. 06. 15 공개, 발명의 명칭: 핸들링 성능 향상을 위한 차량 서브 프레임의 프론트 서스펜션 로어 암 지지구조)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 부시 압입부에서 크랙이나 파단부가 발생되는 것을 억제할 수 있는 차량용 컨트롤암의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 차량용 컨트롤암의 제조방법은: 판재를 블랭킹 가공하는 단계; 상기 판재를 펀칭 가공하여 제1 홀을 형성하는 단계; 상기 제1 홀을 확장하도록 상기 제1 홀의 둘레를 프레스 가공하여 제2 홀을 형성하는 단계; 상기 제2 홀의 크기를 확장하도록 상기 제2 홀의 둘레를 펀칭 가공하여 제3 홀을 형성하는 단계; 및 상기 제3 홀을 확장하도록 프레스 가공하여 부시 압입부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 홀을 확장하도록 상기 제1 홀의 둘레를 프레스 가공하여 제2 홀을 형성하는 단계에서는, 상기 제2 홀의 둘레에 상기 판재에 수직하게 형성되는 직립부와, 상기 직립부에서 상기 제2 홀의 중심부 측으로 굽혀지는 단차부가 형성될 수 있다.
상기 제2 홀의 크기를 확장하도록 상기 제2 홀의 둘레를 펀칭 가공하여 제3 홀을 형성하는 단계에서는, 상기 직립부의 길이와 상기 단차부의 길이를 합한 길이가 상기 부시 압입부의 길이와 일치되도록 상기 단차부의 내측 둘레를 펀칭 가공할 수 있다.
상기 제3 홀을 확장하도록 프레스 가공하여 부시 압입부를 형성하는 단계에서는, 상기 직립부의 내경보다 작은 외경을 갖는 프레스부가 상기 단차부를 프레스 가공하여, 상기 단차부가 상기 프레스부에 의해 펴짐에 따라 상기 단차부와 상기 직립부가 경사각을 형성하게 할 수 있다.
상기 단차부는 상기 직립부와 8-12° 경사각을 형성하도록 펴질 수 있다.
본 발명에 따르면, 판재의 제1 홀이 2번의 프레스 공정에 의해 확장되고, 1번의 펀칭 공정에 의해 확장되므로, 부시 압입부에 크랙이나 파단부가 발생되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 부시 압입부에서 단차부와 직립부가 경사지게 형성되므로, 부시 압입부의 부시 압착력을 증대시킬 수 있다. 따라서, 부시가 부시 압입부에서 이탈되거나 빠지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 현가장치와 크로스멤버를 를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 현가장치와 크로스멤버를 연결하는 컨트롤암을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 현가장치와 크로스멤버를 연결하는 컨트롤암에서 G점 부시 압입부를 도시한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 금형에서 판재가 블랭킹 가공되는 상태를 도시한 동작 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 금형에서 판재가 펀칭 가공되는 상태를 도시한 동작 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 금형에서 판재가 프레스 가공되는 상태를 도시한 동작 상태도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 금형에서 판재가 펀칭 가공되는 상태를 도시한 동작 상태도이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 제5 금형에 판재가 탑재된 상태를 도시한 동작 상태도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제5 금형에서 판재가 프레스 가공되는 상태를 도시한 동작 상태도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨트롤암의 제조방법에 의해 제조되는 부시 압입부를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨트롤암의 제조방법을 도시한 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 컨트롤암의 제조방법의 일 실시예를 설명한다. 차량용 컨트롤암의 제조방법을 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 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 차량의 현가장치와 크로스멤버를 를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 현가장치와 크로스멤버를 연결하는 컨트롤암을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 현가장치와 크로스멤버를 연결하는 컨트롤암에서 G점 부시 압입부를 도시한 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치(10)는 컨트롤암(40)에 의해 크로스멤버(20)와 연결된다. 컨트롤암(40)에는 현가장치(10)의 너클(13)가 연결되도록 볼조인트 압입부(41)가 형성된다. 컨트롤암(40)에는 볼조인트 압입부(41)의 반대편에 크로스멤버(20)와 연결되도록 A점 부시 압입부(44)와 G점 부시 압입부(45)가 형성된다. A점 부시 압입부(44)는 차량의 상하방향 하중을 지지하고, G점 부시 압입부(45)는 차량의 전후방향 하중을 지지한다. 아래에서는 G점 부시 압입부(45)를 부시 압입부(45)라고 칭하고, 부시 압입부(45)를 형성하는 방법에 관해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 금형에서 판재가 블랭킹 가공되는 상태를 도시한 동작 상태도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨트롤암의 제조방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 4 및 도 11을 참조하면, 판재(30)를 블랭킹 가공하여 차량의 컨트롤암(40)의 형태를 형성한다(S11). 컨트롤암(40)은 중심부에서 3방향으로 분기된 형태로 형성된다. 이때, 제1 금형(110)으로 판재(30)가 이동된 후 제1 상부 다이(111)와 제1 하부 다이(113) 사이에 판재(30)가 고정되고, 제1 커터(115)에 의해 컨트롤암(40)의 형태에 판재(30)를 절단한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 금형에서 판재가 펀칭 가공되는 상태를 도시한 동작 상태도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨트롤암의 제조방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 5 및 도 11을 참조하면, 블랭킹된 판재(30)를 펀칭 가공하여 제1 홀(31)을 형성한다(S12). 이때, 블랭킹된 판재(30)가 제2 금형(120)의 제2 상부 다이(121)와 제2 하부 다이(123) 사이에 고정된다. 제2 상부 다이(121)와 제2 하부 다이(123)에는 제1 홀(31)에 대응되는 크기의 제2 펀치홀(121a,123a)이 형성되고, 제2 펀치홀(121a)에서는 제2 펀치(125)가 이동(상승)되어 블랭킹된 판재(30)에 제1 홀(31)을 형성한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 금형에서 판재가 프레스 가공되는 상태를 도시한 동작 상태도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨트롤암의 제조방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 6 및 도 11을 참조하면, 제1 홀(31)을 확장하도록 제1 홀(31)의 둘레를 프레스 가공하여 제2 홀(32)을 형성한다(S13). 이때, 제1 홀(31)이 형성된 판재(30)가 제3 금형(130)에 고정된다. 제3 금형(130)의 제3 상부 다이(131)에는 제1 홀(31)보다 큰 제3 프레스홀(131a)이 형성되고, 제3 금형(130)의 제3 하부 다이(133)에는 제3 프레스홀(131a)의 직경보다 약간 작은 직경의 제3 프레스부(133a)가 돌출되게 형성된다. 제3 하부 다이(133)가 제3 프레스홀(131a)에 삽입됨에 따라 판제의 제1 홀(31) 둘레에는 단차부(45b)가 형성되고, 제1 홀(31)의 직경이 1차적으로 확장됨에 따라 제2 홀(32)이 형성된다.
제2 홀(32)의 둘레에 판재(30)에 수직하게 형성되는 직립부(45a)와, 직립부(45a)에서 제2 홀(32) 측으로 수직하거나 거의 수직하게 굽혀지는 단차부(45b)가 형성된다. 이때, 직립부(45a)의 길이와 단차부(45b)의 길이의 합은 부시 압입부(45)의 길이보다 길게 형성된다. 부시 압입부(45)의 길이는 부시 압입부(45)에 부시(미도시)가 압입되었을 때에 부시 압입부(45)에서 부시가 빠지지 않을 정도로 일정 길이 이상 형성된다. 예를 들면, 부시 압입부(45)의 길이는 1-1.2cm 이상 형성된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 금형에서 판재가 펀칭 가공되는 상태를 도시한 동작 상태도이고, 도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 제5 금형에 판재가 탑재된 상태를 도시한 동작 상태도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제5 금형에서 판재가 프레스 가공되는 상태를 도시한 동작 상태도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨트롤암의 제조방법에 의해 제조되는 부시 압입부를 도시한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 컨트롤암의 제조방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 7 및 도 11을 참조하면, 제2 홀(32)의 둘레를 펀칭 가공하여 제3 홀(33)을 형성한다(S14). 이때, 제2 홀(32)이 형성된 판재(30)가 제4 금형(140)으로 이동된다. 제4 금형(140)의 제4 상부 다이(141)에는 제2 홀(32)보다 큰 제4 펀치홀(141a)이 형성되고, 제4 금형(140)의 제4 하부 다이(143)에는 직립부(45a)의 외측면에 접촉될 수 있는 크기의 제4 펀치(143a)가 형성된다. 제4 금형(140)의 제4 펀치(143a)가 단차부(45b)의 내측을 절단함에 따라 제2 홀(32)보다 큰 직경을 갖는 제3 홀(33)이 형성된다. 제2 홀(32)의 내측이 절단되어 제3 홀(33)이 형성되므로, 제2 홀(32)의 내측 단부에 생성된 크랙이나 파단부가 제거될 수 있다. 따라서, 제3 홀(33)의 내측 단부에 크랙이나 파단부가 존재하는 것을 방지할 수 있다.
직립부(45a)의 길이와 단차부(45b)의 길이를 합한(plus) 길이가 부시 압입부(45)의 길이와 일치되도록 단차부(45b)를 펀칭 가공한다. 따라서, 제3 홀(33)을 형성하는 공정에서 부시 압입부(45)의 길이가 결정되므로, 부시 압입부(45)를 요구되는 길이로 형성하기 위한 별도의 공정이 필요 없다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 제3 홀(33)의 둘레를 프레스 가공하여 부시 압입부(45)를 형성한다(S15). 이때, 제3 홀(33)이 형성된 판재(30)가 제5 금형(150)으로 이동된다. 제5 금형(150)의 제5 상부 다이(151)에는 직립부(45a)의 외측면이 접촉되도록 제5 프레스홀(151a)이 형성되고, 제5 금형(150)의 제5 하부 다이(153)에는 직립부(45a)의 내주면에 삽입되는 제5 프레스부(153a)가 돌출 형성된다. 제5 프레스부(153a)가 제5 프레스홀(151a)에 삽입됨에 따라 단차부(45b)가 펴지게 되어 파이프 형태의 부시 압입부(45)가 형성된다.
직립부(45a)의 내경보다 작은 외경을 갖는 제5 프레스부(153a)가 단차부(45b)를 프레스 가공하여, 단차부(45b)가 제5 프레스부(153a)에 의해 펴짐에 따라 단차부(45b)와 직립부(45a)가 경사각을 형성하게 할 수 있다.
단차부(45b)가 직립부(45a)와 경사각을 형성하도록 펴지게 한다. 단차부(45b)가 직립부(45a)와 경사각을 형성하므로, 부시 압입부(45)가 부시를 보다 큰 압착력으로 압착할 수 있다. 따라서, 부시가 부시 압입부(45)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 단차부(45b)는 제5 프레스부(153a)에 의해 펴지게 되어 직립부(45a)와 8-12° 경사각을 형성한다. 단차부(45b)가 직립부(45a)와 8° 미만의 경사각을 형성는 경우, 부시가 탄성재질로 형성되므로 부시 압입부(45)의 압착력이 거의 증대하지 않는다. 단차부(45b)가 직립부(45a)와 12° 초과의 경사각을 형성하는 경우, 부시가 부시 압입부(45)에 압입되기 어렵고, 부시 압입부(45)에 압입되더라도 부시가 부시 압입부(45)에서 약간 빠져 나오게 된다. 판재(30)에 부시 압입부(45)가 형성됨에 의해 컨트롤암(40)이 된다.
상기와 같이, 판재(30)의 제1 홀(31)이 2번의 프레스 공정에 의해 확장되고, 1번의 펀칭 공정에 의해 확장되므로, 부시 압입부(45)에 크랙이나 파단부가 발생되는 것을 억제할 수 있다. 다시 말해, 판재(30)의 제1 홀(31)이 여러 번에 걸쳐 조금씩 확장됨에 따라 부시 압입부(45)가 형성되므로, 부시 압입부(45)에 크랙이나 파단부가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 부시 압입부(45)에서 단차부(45b)와 직립부(45a)가 경사지게 형성되므로, 부시 압입부(45)의 부시 압착력을 증대시킬 수 있다. 따라서, 부시가 부시 압입부(45)에서 이탈되거나 빠지는 것을 방지할 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.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 현가장치 20: 크로스멤버
30: 판재 31: 제1 홀
32: 제2 홀 33: 제3 홀
40: 컨트롤암 41: 볼조인트 압입부
44: A점 부시 압입부 45: G점 부시 압입부
110: 제1 금형 111: 제1 상부 다이
113: 제1 하부 다이 115: 커터
120: 제2 금형 121: 제2 상부 다이
121a: 제2 펀치홀 123: 제2 하부 다이
123a: 제2 펀치홀 125: 제2 펀치
130: 제3 금형 131: 제3 상부 다이
131a: 제3 프레스홀 133: 제3 하부 다이
133a: 제3 프레스부 140: 제4 금형
141: 제4 상부 다이 141a: 제4 펀치홀
143: 제4 하부 다이 143a: 제4 펀치홀
145: 제4 펀치 150: 제5 금형
151: 제5 상부 다이 151a: 제5 프레스홀
153: 제5 하부 다이 153a: 제5 프레스부

Claims (5)

  1. 판재를 블랭킹 가공하는 단계;
    제2 상부 다이와 제2 하부 다이의 제2 펀치홀에 제2 펀치가 삽입됨에 따라 상기 판재를 펀칭 가공하여 제1 홀을 형성하는 단계;
    제3 상부 다이의 제3 프레스부가 상기 제3 프레스부보다 직경이 크게 형성되는 제3 프레스홀에 삽입되고, 상기 제1 홀의 둘레를 버링 가공함에 따라 상기 제1 홀을 확장하여 제2 홀을 형성하는 단계;
    상기 제2 홀보다 큰 직경으로 형성되는 제4 펀치홀에 제4 펀치가 삽입되고, 상기 제4 펀치가 상기 제2 홀의 크기를 확장하도록 상기 제2 홀의 둘레를 펀칭 가공하여 제3 홀을 형성하는 단계; 및
    제5 프레스홀에 제5 프레스부가 삽입됨에 따라 상기 제3 홀의 둘레의 단차부가 펴지게 하여 환형의 부시 압입부를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 홀의 둘레를 버링 가공함에 따라 상기 제1 홀을 확장하여 상기 제2 홀을 형성하는 단계에서는,
    상기 제2 홀의 둘레에 상기 판재에 수직하게 형성되는 직립부와, 상기 직립부에서 상기 제2 홀의 중심부 측으로 굽혀지는 상기 단차부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 컨트롤암의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제4 펀치가 상기 제2 홀의 크기를 확장하도록 상기 제2 홀의 둘레를 펀칭 가공하여 제3 홀을 형성하는 단계에서는,
    상기 직립부의 길이와 상기 단차부의 길이를 합한 길이가 상기 부시 압입부의 길이와 일치되도록 상기 단차부의 내측 둘레를 펀칭 가공하는 것을 특징으로 하는 차량용 컨트롤암의 제조방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제5 프레스홀에 상기 제5 프레스부가 삽입됨에 따라 상기 제3 홀의 둘레의 상기 단차부가 펴지게 하여 환형의 부시 압입부를 형성하는 단계에서는,
    상기 직립부의 내경보다 작은 외경을 갖는 상기 제5 프레스부가 상기 단차부를 버링 가공하여, 상기 단차부가 상기 제5 프레스부에 의해 펴짐에 따라 상기 단차부와 상기 직립부가 경사각을 형성하게 하는 것을 특징으로 하는 차량용 컨트롤암의 제조방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 직립부와 8-12° 경사각을 형성하도록 펴지는 것을 특징으로 하는 차량용 컨트롤암의 제조방법.
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