KR101942430B1 - 롤링 트랙을 각각 포함한 2개의 와셔들을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

롤링 트랙을 각각 포함한 2개의 와셔들을 제조하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 롤링 트랙(1a,2a)을 각각 포함한 2개의 와셔(1,2)들을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 롤링 트랙(1a)을 가진 제 1 와셔(1)를 블랭크(14) 재료로부터 제조하는 단계; 상기 블랭크로부터 제 1 와셔(1)를 그 외경(D1ext)을 따라 먼저 분리한 다음, 상기 제 1 와셔의 외경과 동일한 내경(D15int)의 링(15)의 재료를 복원하기 위해 상기 블랭크를 절단하는 단계; 상기 링(15)의 내경(D15int)을 감축하는 단계; 및 상기 링(15)에서 상기 제 1 와셔(1)의 외경(D1ext)보다 작은 내경(D2int)과 롤링 트랙(2a)을 가진 제 2 와셔(2)를 제조하는 단계;를 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 와셔(1,2)를 포함한 자동차 서스팬션 스톱에 관한 것으로, 상기 와셔들의 상대 운동이 가능하도록 하기 위해, 상기 와셔들의 롤링 트랙(1a,2a)들 사이에 회전체(3)들이 위치된다.

Description

롤링 트랙을 각각 포함한 2개의 와셔들을 제조하기 위한 방법 {METHOD OF MANUFACTURING TWO WASHERS EACH COMPRISING A ROLLING TRACK}
본 발명은 롤링 트랙을 각각 포함한 2개의 와셔들을 제조하기 위한 방법, 및 상기 와셔들의 상대 운동이 가능하도록 상기 와셔들의 롤링 트랙들 사이에 회전체들이 위치된, 상기 와셔들을 포함한 자동차 서스팬션 스톱에 관한 것이다.
동일한 블랭크 재료로부터 제조된 2개의 롤링 와셔들을 포함한 서스팬션 스톱이 유럽특허 제1 425 192호로부터 알려져 있으며, 상기 와셔들은 상기 블랭크에서 먼저 제조된 다음 서로로부터 분리된다.
각각의 와셔들을 별도의 블랭크에서 제조하는 것에 비해, 이러한 방법은 재료를 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 스탬핑으로 와셔의 제조를 단순화할 수 있다.
그러나, 이는 하나의 와셔의 내경이 다른 와셔의 외경과 동일해야 할 것을 요구하며, 유럽특허 제1 425 192호는 축력이 높은 경우 회전체들에 대한 손상을 피하기 위해, 적어도 하나의 롤링 트랙의 반경 및/또는 가장 큰 직경을 가진 와셔의 내경의 감축을 허용한다.
그러나, 이러한 감축은 와셔들의 제조에 후속하여 이루어지며, 와셔들의 각각의 내외경들 간의 중첩이 필연적으로 작아지게 되는데, 이는 롤링 트랙들 사이에서 회전체들의 유지(holding)를 제한함으로써, 이 와셔들을 포함한 스톱의 강성을 약화시키게 된다.
본 발명의 목적은, 동일한 블랭크로부터 2개의 와셔들을 제조하는 방법을 특별히 제안함으로써, 종래 기술의 문제점을 극복하는 것이며, 상기 방법은 상기 와셔들의 각각의 내외경들 간의 중첩을 크게 할 뿐만 아니라, 상기 와셔들을 포함하는 강성이 향상된 서스팬션 스톱을 얻을 수 있도록 한다.
이를 위해, 제 1 양태에 따르면, 본 발명은 롤링 트랙을 각각 포함한 2개의 와셔들을 제조하기 위한 방법을 제안하며, 상기 와셔들의 상대 운동이 가능하도록 하기 위해 상기 롤링 트랙들 사이에 회전체들이 위치되고, 상기 방법은,
- 상기 롤링 트랙을 가진 상기 제 1 와셔를 블랭크 재료로부터 제조하는 단계;
- 상기 블랭크로부터 상기 제 1 와셔를 그 외경을 따라 먼저 분리한 다음, 상기 제 1 와셔의 외경과 동일한 내경의 링의 재료(a ring of matrial)를 복원(recover)하기 위해 상기 블랭크를 절단하는 단계;
- 상기 링의 내경을 감축하는 단계; 및
- 상기 링에서 상기 제 1 와셔의 외경보다 작은 내경과 롤링 트랙을 가진 제 2 와셔를 제조하는 단계;를 연속으로 포함한다.
제 2 양태에 따르면, 본 발명은 다차종(multi-vehicle) 서스팬션 스톱을 제안하며, 상기 스톱은 상기 방법을 실시하여 제조된 제 1 와셔 및 제 2 와셔를 포함하고, 상기 롤링 트랙들 사이에 비스듬한 접촉 경로를 형성하는 동안에 상기 와셔들은 서로 적층되어 위치되며, 상기 접촉 경로에는 상기 와셔들의 상대 운동이 가능하도록 하기 위해 회전체들이 위치되며, 상기 회전체들의 중심은 상기 제 1 와셔의 외경보다는 작고 상기 제 2 와셔의 내경보다는 큰 초기(primitive) 직경을 규정한다.
이하, 첨부도면을 참조하면, 하기된 상세한 설명으로부터 본 발명의 다른 특징들과 장점들을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법을 실시하는 다양한 단계들을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서스팬션 스톱의 일부를 도시한 축단면도이다.
자동차의 휠, 특히 조향 휠은 스트러트(strut)에 의해 차대에 장착되고, 상기 스트러트는 차체가 지면에 대해 현가될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 스트러트는 댐퍼, 서스팬션 스프링 및 상기 스프링이 접촉지지(abutment)되는 서스팬션 스톱을 통상적으로 포함한다.
도 2와 관련하여, 이하, 제 2 와셔(2) 위에 배치된 제 1 와셔(1)를 포함한 서스팬션 스톱의 실시예를 설명하며, 각각의 상기 와셔들은 당해 와셔들의 상대 회전이 가능하도록 하기 위해 회전체(3)들이 사이에 위치된 롤링 트랙(1a,2a)을 포함한다. 아울러, 각각의 와셔(1,2)들은 내경(D1int,D2int)과 외경(D1ext,D2ext)을 갖고, 이들 사이에는 롤링 트랙을 형성하는 환형부(toroidal portion)(1a,2a)가 생성된다.
본 명세서에서, 공간상에서의 위치 표현은 (타면은 당해 회전축에 대해 대칭이고, 단면의 일면을 나타낸 도 2에 수직하게 도시된) 서스팬션 스톱의 회전축을 기준으로 한다. 특히, 용어 "내(부)(internal)"는 이 축과 근접한 배열과 관련되고, 용어 "외(부)(external)"는 이 축으로부터 먼 배열과 관련된다.
상기 와셔(1,2)들은 서로 적층되어 위치되어 상기 롤링 트랙(1a,2a)들 사이에 비스듬한 접촉 경로를 형성하고, 상기 접촉 경로에는 회전체들이 위치되며, 도시된 실시에에서, 상기 회전체들은 케이지(cage)(4)에 의해 유지된 볼(balls)(3)들이다.
또한, 상기 서스팬션 스톱은 2개의 클래딩 피스(cladding pieces)(5,6)들을 포함하고, 특히, 각각의 클래딩 피스는 강성의 열가소성 재료, 예컨대, 폴리아미드 6.6 타입의 재료를 성형함으로써 생성된 피스로 제조된다. 이 피스들은 각각, 차대와 제 1 와셔 사이에 삽입되도록 당해 제 1 와셔(1) 위에 연관되게 설치된 커버(5)와, 제 2 와셔(2) 아래에 연관되게 설치된 지지체(6)이다. 이 클래딩 피스들은 특히 스프링의 힘들을 흡수하고, 응용가능하면, 진동 범퍼의 힘들을 흡수한다.
특히, 상기 지지체(6)는 열가소성 재료로 제조된 피스로 형성되고, 상기 지지체에는 서스팬션 스프링을 위한 지지대(abutment)(7)가 생성된다. 도시된 실시예에서, 상기 지지체(6)는 당해 지지체(6)와 스프링 사이에 개재되는 금속 보울(bowl)이나 오버-몰딩된(over-moulded) 금속 프레임 같은 보강 인서트(stiffening insert)를 갖지 않는다.
따라서, 상기 스프링이 압축 및 팽창 하에서 작용하면, 그들 자체에 대한 스프링의 턴 수(the winding of the turns)가 변화되며, 이는 제 1 와셔(1)에 대한 제 2 와셔(2)의 회전을 유발하게 된다. 또한, 휠들의 조향 또한 제 2 와셔(2)의 회전을 유발한다.
도시된 실시예에서, 상기 커버(5)는, 상기 지지체(6)의 각 측면에서, 당해 커버와 상기 지지체 사이에 환형 공간을 형성하는 환형 스커트(8)를 포함한다. 따라서, 상기 스톱은 상기 커버(5)와 상기 지지체(6)의 내외경들 사이에 형성되는 2개의 측방향 환형 공간들을 포함하고, 상기 환형 공간들은 상기 지지체(6)가 환형 공간들 사이에서 상기 커버(5)에 대해 간섭없이 회전할 수 있도록 하는 간극(clearance)을 갖는다.
또한, 상기 서스팬션 스톱은 환형 공간 내에, 특히 상기 각각의 환형 공간 내에 배열된 실링 요소(9)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 외부 환형 공간에는 국제공개 제2009/019340호에 따른 실링 요소(9)가 설치된다. 즉, 이 실링 요소는 상기 스커트(8)의 내부에 마찰 접촉하며, 상기 지지체(6)에 대해 움직일 수 있도록 장착된다.
도시되지 않은 변형예에서, 내부 환형 공간에도 실링 요소(9)가 설치될 수 있으며, 및/또는 상기 실링 요소(9)는 클래딩 피스(5,6)에는 고정되고, 다른 클래딩 피스(6,5)에는 마찰 접촉하게 될 수 있다.
도 2와 관련하여, 상기 회전체(3)의 중심은 상기 제 1 와셔(1)의 외경(D1ext)보다는 작고 상기 제 2 와셔(2)의 내경(D2int)보다는 큰 초기 직경(Dp)을 규정한다. 상기 초기 직경(Dp)의 어느 일측에서 와셔(1,2)들의 이러한 중첩은 트랙(1a,2a)들 사이에서 상기 회전체(3)들의 유지 및 안내(guide)를 보다 안정적으로 만들고, 이는 특히 상기 스톱의 방사상 변형을 유발하는 틸팅 토크(tilting torques)에 대한 서스팬션 스톱의 강성을 증대시킨다.
유리하게, 상기 스톱의 강성은,
- 상기 초기 직경(Dp)과 상기 제 1 와셔(1)의 외경(D1ext) 간의 비가 0.99 내지 0.95 사이, 특히 0.97 내지 0.95 사이일 때; 및/또는
- 상기 제 2 와셔(2)의 내경(D2int)과 상기 초기 직경(Dp) 간의 비가 0.99 내지 0.95 사이, 특히 0.97 내지 0.95 사이일 때; 향상된다.
특히, 상기 외경(D1ext)과 상기 내경(D2int)들은 초기 직경의 어느 일측에서 동일한 중첩 길이를 얻기 위해 상기 초기 직경(Dp)에 대해 대칭일 수 있다. 예시적 실시예에서, 상기 초기 직경(Dp)은 80㎜이고, 상기 외경(D1ext)은 적어도 81㎜이며, 상기 내경(D2int)은 79㎜ 미만이고, 특히, 각각 적어도 82㎜ 및 78㎜이다.
계속해서 상기 스톱의 강성을 향상시키기 위해, 적어도 하나의 와셔(1,2)가 축방향 웰(well)(10) 및/또는 반경방향 연장부(11)에 의해 보강될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 제 1 와셔(1)는 내부의 축방향 웰(10)을 갖고, 상기 웰 또한 상기 제 1 와셔(1)가 상기 커버(5)와 연관될 수 있도록 한다. 상기 제 2 와셔(2)는 축방향 연장부(13)의 자유단 위로 연장하는 외부의 반경방향 연장부(11)를 갖고, 상기 축방향 연장부는 상기 제 2 와셔(2)가 상기 지지체(6)와 연관될 수 있도록 한다.
이하, 강성이 향상된 스톱을 얻고, 2개의 와셔(1,2)들을 단일의 블랭크(14)를 사용하여 제조하는 장점을 조합하기 위해, 동일한 블랭크(14) 재료로부터 2개의 와셔(1,2)들을 제조하는 방법에 대해 설명한다.
도 1과 관련하여, 두께가 1.2㎜ 내지 2㎜, 특히, 약 1.5㎜인, 예컨대, 베어링 강(bearing steel)으로 제조된 평탄한 금속 시트로 상기 블랭크(14)를 형성하되, 상기 블랭크는 외경(D14ext)을 갖도록 절단(a)되고, 내경(D14int)을 가진 내부 에지(14a)를 갖도록 펀칭(b)된다.
그 다음, 상기 방법은 블랭크(14)의 재료에 롤링 트랙(1a)을 가진 제 1 와셔(1)를 제조하는 단계를 포함한다. 도시된 실시예에서, 제 1 와셔(1)를 제조하는 단계는 먼저 환형부(1a)를 형성하기 위해 상기 블랭크(14)를 스탬핑하는 단계(c)와, 그 다음, 상기 제 1 와셔(1)에 축방향의 보강 내부 웰(10)을 생성하기 위해 상기 내부 에지(14a)를 턴 오버(turning over)하는 단계(d)를 포함한다.
상기 제 1 와셔의 제조 후, 상기 방법은 상기 블랭크로부터 제 1 와셔를 그 외경(D1ext)을 따라 먼저 분리한 다음, 상기 제 1 와셔의 외경과 동일한 내경의 링(15) 재료를 복원하기 위해 상기 블랭크(14)를 절단하는 단계(e)를 포함한다. 특히, 상기 링(15)은 내부 에지(15a)와 외부 에지(15b) 사이로 연장하는 평탄한 기하학적 구조를 갖는다.
상기 방법은, 특히, 상기 링(15)의 예비 스탬핑(pre-stamping)을 실시함으로써, 상기 링(15)의 내경(D15int)을 감축하는 단계(f)를 포함하며, 상기 예비 스탬핑시 상기 외부 에지(15b)가 상승하게 된다. 특히, 상기 링(15)의 내경(D15int)은 전술한 보강 중첩을 얻기 위해 상기 제 1 와셔(1)의 외경(D1ext) 치수의 적어도 1%만큼, 특히, 이 치수의 2% 내지 7%만큼 감축될 수 있다.
이러한 감축 후, 상기 링(15)에 상기 제 2 와셔(2)가 생성되며, 상기 와셔는 제 1 와셔(1)의 외경(D1ext)보다 작은 내경(D2int)과 롤링 트랙(2a)을 갖는다. 특히, 상기 내경(D2int)은 감축 후 상기 내경(D15int)보다 약간 더 클 수 있는 반면, 예컨대, 1% 내지 5%만큼, 상기 외경(D1ext)보다 작게 유지된다.
도시된 실시예에서, 제 2 와셔(2)를 제조하는 단계는 먼저 환형부(2a)를 형성하기 위해 상기 링(15)을 스탬핑하는 단계(g)를 포함하며, 여기서, 상기 링의 외부 에지(15b)는 실질적으로 축방향이 되도록 상승하게 된다. 그 다음, 상기 제 2 와셔(2)에 반경방향의 보강 외부 연장부(11)를 생성하기 위해 상기 외부 에지(15b)의 자유단을 스탬핑하는 단계(h)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 내경(D15int)은 상기 초기 직경(Dp)의 어느 일측에서 상기 와셔(1,2)들 간의 충분한 중첩을 얻기 위해 상기 외경(D1ext) 치수의 약 4%만큼 감축된다. 특히, 이러한 중첩은 당해 중첩에 대한 임계치(threshold)를 형성하기 위해 상기 제 2 와셔(2)의 제조 과정 중에 사용될 수 있으며, 상기 임계치는 상기 스톱의 강성과 아울러 반경방향의 힘들에 대한 그 내성을 향상시키기 위해 상기 회전체(3)를 감싸도록 상승한다. 마찬가지로, 상기 제 1 와셔(1)를 제조할 때, 상기 제 2 와셔(2)와의 중첩에 대한 임계치가 형성될 수 있다.

Claims (15)

  1. 롤링 트랙(1a,2a)을 각각 포함한 2개의 와셔(1,2) 제조 방법으로서, 상기 와셔들의 상대 회전이 가능하도록 하기 위해 상기 롤링 트랙들 사이에 회전체(3)들이 위치되는, 와셔 제조 방법으로서,
    - 상기 롤링 트랙(1a)을 가진 제 1 와셔(1)를 블랭크(14) 재료로부터 제조하는 단계;
    - 상기 블랭크로부터 상기 제 1 와셔(1)를 그 외경(D1ext)을 따라 먼저 분리한 다음, 상기 제 1 와셔의 외경과 동일한 내경(D15int)의 링(15)의 재료를 복원하기 위해 상기 블랭크를 절단하는 단계;
    - 상기 링(15)의 내경(D15int)을 감축하는 단계; 및
    - 상기 링(15)에서 상기 제 1 와셔(1)의 외경(D1ext)보다 작은 내경(D2int)과 롤링 트랙(2a)을 가진 제 2 와셔(2)를 제조하는 단계;를 연속으로 포함하는,
    와셔 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 와셔(1,2)들을 제조하는 단계는 상기 블랭크(14)와 상기 링(15)을 각각 스탬핑하는 단계를 포함하는,
    와셔 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 링(15)의 내경(D15int)을 감축하는 단계는 예비 스탬핑에 의해 이루어지는,
    와셔 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 링(15)은 그 내경(D15int)의 감축시 및/또는 상기 제 2 와셔(2)의 제조시 상승되는 외부 에지(15b)를 갖는,
    와셔 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 링(15)의 외부 에지(15b)는 상기 제 2 와셔(2)에 반경방향의 외부 연장부(11)를 생성하기 위해 스탬핑되는,
    와셔 제조 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 블랭크(14)는 상기 제 1 와셔(1)에 축방향의 내부 웰(10)을 생성하기 위해 턴 오버된 내부 에지(14a)를 갖는,
    와셔 제조 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 블랭크(14)와 링(15)은 상기 제 1 와셔(1)와 상기 제 2 와셔(2)를 각각 제조하기 전에 평탄한,
    와셔 제조 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 블랭크(14)는 두께가 1.2㎜ 내지 2㎜인 금속 시트로 형성되는,
    와셔 제조 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 링(15)의 내경(D15int)은 상기 제 1 와셔(1)의 외경(D1ext) 치수의 1% 이상만큼 감축되는,
    와셔 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 링(15)의 내경(D15int)은 상기 제 1 와셔(1)의 외경(D1ext) 치수의 2% 내지 7%만큼 감축되는,
    와셔 제조 방법.
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