KR102048800B1 - 차량용 풀리의 허브 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연강판을 원판(111)으로 가공하는 1단계; 상기 원판(111)의 중심에 축홀(112)을 가공하는 2단계; 상기 원판(111)을 프레스장치(200)에 넣어 풀리결합부(113)를 드로잉 성형하는 3단계; 상기 프레스장치의 상부금형(210) 및 하부금형(220)에 형성된 발열수단(230)을 이용해 허브본체(110)를 열처리하는 4단계; 상기 프레스장치의 상부금형(210)에 설치된 진동수단(250)를 이용해 허브본체(110)를 두드려서 단조 처리하는 5단계; 상기 프레스장치의 상부금형(210)을 개방한 상태에서 냉각수단(240)을 이용해 허브본체(110)를 냉각처리하는 6단계; 및 상기 허브본체(110)의 축홀(112)에 강재의 보스(120)를 끼워 레이저 용접하는 7단계;를 포함하는 것을 특징으로 차량용 풀리의 허브 제조방법에 관한 것이다.

Description

차량용 풀리의 허브 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING A PULLEY HUB OF A VEHICLE}

본 발명은 차량용 풀리의 허브 제조방법에 관한 것으로서, 허브본체를 압연강판재를 프레스로 드로잉 성형하여 제작하고, 크랭크샤프트의 회전력을 직접적으로 전달받는 보스부분을 강재로 제작하여 상호 레이저 용접하는 차량용 풀리의 허브 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 댐퍼풀리는 엔진의 크랭크샤프트에서 발생하는 비틀림 및 굽힘 진동을 제어하는 부품이다.

이러한 댐퍼풀리는 댐퍼앗세이에 의해 관성력을 조절하여 NVH 특성 개선을 하는 역할을 한다.

최근들어 이러한 댐퍼풀리의 허브는 경량화함으로서 회전력에 의한 관성질량을 줄여 NVH 특성을 개선하고, 고회전력을 구하도록하는 부품개발이 시도되고 있다.

따라서, 댐퍼풀리는 댐퍼앗세이와 댐퍼허브 및 중간에 러버가 삽입되어 조립된다.

대한민국 공개특허 제1999-0032757호의 차량용 풀리의 허브 제조방법을 통해 개시되는 종래기술에서는 댐퍼풀리허브가 알미늄합금재의 소재로 되어 노에서 반용융상태로 가열시키는 단계와 ; 상기 반용융된 소재를 성형틀에 장착하는 단계와 ; 상기 성형틀에 장착된 소재를 가압 및 응고시키는 단계와 ; 상기 응고된 소재를 댐퍼풀리허브의 규격에 맞도록 제작하는 가공단계로 제조된다.

그러나, 상기한 종래기술은 댐퍼풀리허브가 주물 제작됨으로써, 무게가 무거울 뿐만아니라, 사용중 조직의 균열로 인한 파손의 위험이 있었다.

또한, 종래기술의 댐퍼풀리는 댐퍼아세이와 결합시 러버를 매개로 조립됨으로써, 내구성이 떨어지는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 제1999-0032757호

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 허브본체를 압연강판재를 프레스로 드로잉 성형하여 제작하고, 크랭크샤프트의 회전력을 직접적으로 전달받는 보스부분을 강재로 제작하여 상호 레이저 용접되도록 하여 차량용 풀리의 허브를 제조하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 압연강판을 원판으로 가공하는 1단계; 상기 원판의 중심에 축홀을 가공하는 2단계; 상기 원판을 프레스장치에 넣어 풀리결합부를 드로잉 성형하는 3단계; 상기 프레스장치의 상부금형 및 하부금형에 형성된 발열수단을 이용해 허브본체를 열처리하는 4단계; 상기 프레스장치의 상부금형에 설치된 진동수단을 이용해 허브본체를 두드려서 단조 처리하는 5단계; 상기 프레스장치의 상부금형을 개방한 상태에서 냉각수단을 이용해 허브본체를 냉각처리하는 6단계; 및 상기 허브본체의 축홀에 강재의 보스를 끼워 레이저 용접하는 7단계;를 포함하는 것을 특징으로 차량용 풀리의 허브 제조방법이 제공될 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명은 허브본체를 압연강판재를 프레스로 드로잉 성형하여 제작하고, 크랭크샤프트의 회전력을 직접적으로 전달받는 보스부분을 강재로 제작하여 상호 레이저 용접되도록 하여 차량용 풀리의 허브를 제조하는 것으로써, 프레스 금형으로 인한 제조공정의 간소화 및 생산효율성이 향상되며, 압연강판재의 특성에 따른 재료의 균열 및 파손이 방지되는 효과가 있고, 판재형태이기 때문에 경량화가 가능한 효과를 갖는다.

또한, 압연강판재 자체적으로 탄성력을 제공하여 기존의 러버의 완충력을 구현함으로써, 별도의 러버 사용이 불필요하고 직접 차량용 댐퍼풀리에 결합하여 사용할 수 있어 내구성이 향상되는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 허브를 자동차풀리에 사용하는 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 허브본체의 원판가공 상태를 도시한 평면도 및 측단면도.
도 3은 도 2의 허브본체를 드로잉 및 가열처리하는 공정을 도시한 프레스 공정도.
도 4는 도 3의 허브본체를 진동수단으로 단조하는 공정을 도시한 프레스 공정도.
도 5는 도 4의 허브본체를 냉각수단을 이용해 냉각처리하는 공정을 도시한 프레스 공정도.
도 6은 도 5까지의 공정으로 제조된 허브본체와 보스를 레이저 용접하는 공정도.
도 7은 도 6까지의 공정으로 제조된 자동차 풀리용 허브의 실물사진.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 허브를 자동차풀리에 사용하는 예시도로서, 도 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 자동차 풀리용 허브(100)는 자동차의 엔진에 연결되어 회전동력을 제공하는 샤프트에 축결합되고, 그 외면에는 풀리가 결합된다.

상기 풀리 외면에는 벨트류가 권취되어 엔진의 회전동력을 냉각팬 또는 발전기의 회전축에 전달하게 된다.

이와 같은 역할을 하는 본 발명의 자동차 풀리용 허브(100)의 제조방법에 대해 도 2내지 도 6을 참조하여 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 허브본체의 원판가공 상태를 도시한 평면도 및 측단면도이다. 먼저 도 2를 참조하면, 압연강판을 원판(111)으로 가공하는 1단계와 상기 원판(111)의 중심에 축홀(112)을 가공하는 2단계를 수행하여 허브본체(110)의 기초단계의 형상을 제공한다.

도 3은 도 2의 허브본체를 드로잉 및 가열처리하는 공정을 도시한 프레스 공정도로서, 축홀(112)이 타공된 상태의 원판(111) 즉, 허브본체(110)를 프레스장치(200)에 넣어 풀리결합부(113)를 드로잉 성형하는 3단계를 수행한다.

이때, 상기 프레스장치(200)는 상부금형(210) 및 하부금형(220)으로 이루어지고, 상부금형(210)과 하부금형(220)의 합력에 의해 허브본체(110)의 원판 외주연이 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 댐퍼풀리의 내측 중심부에 결합되는 풀리결합부(113)를 성형하게 된다.

이후, 상기 풀리결합부(113)의 외형이 성형된 상태에서 상기 프레스장치(200)의 상부금형(210) 및 하부금형(220)에 형성된 발열수단(230)을 가동시켜 허브본체(110)에 열을 가해서 열처리하는 4단계를 수행한다.

상기 열처리단계는 프레스장치(200)의 상부금형(210)과 하부금형(220)이 닫혀있는 상태에서 진행되도록 한다.

이때, 상기 가열수단(230)은 전기를 이용해 발열되는 것으로서, 상기 상부금형(210) 및 하부금형(220)이 가열로의 역할을 하게 된다.

이때, 가열과정은 서서히 온도를 올렸다 내리는 과정으로 진행될 수 있다.

도 4는 도 3의 허브본체를 진동수단으로 단조하는 공정을 도시한 프레스 공정도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 열처리공정을 수행한 후에는 상기 프레스장치(200)의 상부금형(210)에 설치된 진동수단(250)를 작동시켜 허브본체(110)를 두드려서 단조 처리하는 5단계를 진행한다.

이때, 상기 진동수단(250)에 의해 발생된 진동이 상부금형(210)으로 전달되며, 상부금형(210)은 진동을 통해 허브본체(110)의 조직을 두드려 압연강판재의 재질특성에 의해 풀리결합부(113)의 형상이 벌어지려하는 응력을 상쇄시키는 작용을 하여 성형후 압연강판재의 형상이 변형되는 것을 방지하게 된다.

도 5는 도 4의 허브본체를 냉각수단을 이용해 냉각처리하는 공정을 도시한 프레스 공정도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 상기 프레스장치의 상부금형(210)을 개방한 상태에서 냉각수단(240)을 이용해 허브본체(110)를 냉각처리하는 6단계를 수행한다.

상기 냉각수단(240)은 냉각수를 분사하는 방식 또는 저온의 냉각기체를 분사시키는 방법이 포함될 수 있다.

이때, 상기 냉각수단(240)의 수행은 허브본체(110)의 가열이 유지된 상태에서 진행되도록 하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 프레스장치(200)에는 상부금형(210) 및 하부금형(220)에 허브본체(110)를 열처리하기 위한 가열수단(230) 및 냉각수단(240)을 형성하고, 상부금형(210)에 허브본체(110)를 두드려서 단조처리하는 진동수단(250)를 구비하는 것이다.

이와 같은 목적의 프레스장(200)의 구성은 각 구성요소의 배치와 형태를 한정하지 않고 이와 동일한 목적과 효과를 갖는 범위에서의 자유로운 설계변경이 이루어질 수 있다.

그리고, 상기한 바와 같은 4단계 및 6단계의 과정을 수회 반복할 수 있다.

도 6은 도 5까지의 공정으로 제조된 허브본체와 보스를 레이저 용접하는 공정도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 보스(120)를 허브본체(110)의 축홀(112)에 결합한 후, 용접용 레이저(300)를 이용해 보스(120)와 허브본체(110) 사이가 상호 레이저 용접되도록 하는 7단계를 진행한다.

이때, 일반적인 용접을 사용하는 경우, 상기 압연강판재인 허브본체(110)와 강재의 보스(120) 이종재질간의 열변형으로 인해 용접부 불량 또는 치수변형의 문제가 발생될 수 있고, 용접부의 산화스케일 발생으로 인한 도장막 박리현상이 일어나거나, 강도에 취약한 문제점을 나타낼 수 있는데, 레이저용접으로 진행하는 경우, 용접부위의 산화스케일 발생이 억제될 뿐만 아니라, 용접부위의 강도가 우수한 효과를 얻을 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 보스(120)는 별도의 공정으로 작업되는데, 단조-소둔-가공 공정을 통해 제작되고, 샤프트가 축결합되는 단부를 템퍼링 가공하여 샤프트와의 키홈 결합시 키홈의 변형을 방지할 수 있다.

또한, 상기 보스(120)과 허브본체(110)는 상호 레이저용접 전 상태에서 황삭가공을 수행하고, 레이저용접 후 상태에서 정치수에 따른 정삭가공을 수행하게 된다.

도 7에는 제 1항내지 3항의 방법으로 제조된 차량용 풀리의 허브의 실물사진이 개시되는 바, 정삭가공을 마친 상태이다.

앞서 살펴본 바와 같은 본 발명은 허브본체를 압연강판재를 프레스로 드로잉 성형하여 제작하고, 크랭크샤프트의 회전력을 직접적으로 전달받는 보스부분을 강재로 제작하여 상호 레이저 용접되도록 하여 차량용 풀리의 허브를 제조하는 것으로써, 프레스 금형으로 인한 제조공정의 간소화 및 생산효율성이 향상되며, 압연강판재의 특성에 따른 재료의 균열 및 파손이 방지되는 이점이 있고, 판재형태이기 때문에 경량화가 가능한 이점이 있고, 또한, 압연강판재 자체적으로 탄성력을 제공하여 기존의 러버의 완충력을 구현함으로써, 별도의 러버 사용이 불필요하고 직접 차량용 댐퍼풀리에 결합하여 사용할 수 있어 내구성이 향상되는 이점을 갖는다.

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

100:풀리의 허브 110:허브본체
111:원판 112:축홀
113:축결합부 120:보스
200:프레스장치 210:상부금형
220:하부금형 230:가열수단
240:냉각수단 250:진동수단
300:용접용 레이저

Claims (4)

1. 압연강판을 원판(111)으로 가공하는 1단계;
   상기 원판(111)의 중심에 축홀(112)을 가공하는 2단계;
   상기 원판(111)을 프레스장치(200)에 넣어 풀리결합부(113)를 드로잉 성형하는 3단계;
   상기 프레스장치의 상부금형(210) 및 하부금형(220)에 형성된 발열수단(230)을 이용해 허브본체(110)를 열처리하는 4단계;
   상기 프레스장치의 상부금형(210)에 설치된 진동수단(250)를 이용해 허브본체(110)를 두드려서 단조 처리하는 5단계; 및
   상기 프레스장치의 상부금형(210)을 개방한 상태에서 냉각수단(240)을 이용해 허브본체(110)를 냉각처리하는 6단계; 및
   상기 허브본체(110)의 축홀(112)에 강재의 보스(120)를 끼워 레이저 용접하는 7단계;를 포함하는 것을 특징으로 차량용 풀리의 허브 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 프레스장치(200)에는 상부금형(210) 및 하부금형(220)에 허브본체(110)를 열처리하기 위한 가열수단(230) 및 냉각수단(240)을 형성하고, 상부금형(210)에 허브본체(110)를 두드려서 단조처리하는 진동수단(250)를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 풀리의 허브 제조방법.
   
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