KR102196348B1

KR102196348B1 - 트랙션 링크 부쉬의 다단 압축성형 방법

Info

Publication number: KR102196348B1
Application number: KR1020190041139A
Authority: KR
Inventors: 김재훈
Original assignee: 김재훈
Priority date: 2019-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2020-12-29
Also published as: KR20200118959A

Abstract

본 발명은 지하철 전동차 등에 설치되는 트랙션 링크용 부쉬의 다단 압축성형 방법에 관한 것으로서, 부쉬 실린더와 부쉬 코어의 사이에 고무가 개재되어 결합하는 트랙션 링크 부쉬에서 상기 부쉬 실린더의 성형 전 외경으로부터 성형완료 후 외경에 이르기까지 단계적으로 압축성형되도록 하기 위한 다수의 스웨이징 지그를 준비하되, 상기 다수의 스웨이징 지그는 각기 서로 다른 내주면의 성형면을 갖도록 준비하는 제1 단계와; 수직의 가압실린더가 설치되는 상측의 가동금형과, 상기 다수의 스웨이징 지그가 선택적으로 장착되는 하측의 고정금형을 준비하되, 상기 장착된 스웨이징 지그의 상단부에 상기 성형 전 또는 성형 중간단계의 트랙션 링크 부쉬를 탑재한 상태에서 상기 가동금형을 가동함으로써 상기 가압실린더가 상기 트랙션 링크 부쉬를 가압하여 상기 스웨이징 지그의 성형면을 통과하도록 함으로써 해당 스웨이징 지그에 의한 압축성형을 달성하는 제2 단계와; 상기 다수의 스웨이징 지그 중 성형면의 내경이 큰 것에서부터 작은 것에 이르기까지 순차적으로 상기 고정금형에 장착해가면서 상기 제2 단계를 반복 수행함으로써 최종제품의 트랙션 링크 부쉬를 달성하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 별도의 마감처리가 필요 없을 정도로 성형 정밀도가 높으며, 완벽한 압축성형을 통해 고무 내 기공을 완전히 없앰으로써 제품성능을 향상시킬 수 있다.

Description

트랙션 링크 부쉬의 다단 압축성형 방법{MULTIPLE STEP COMPRESSION FORMING MEHTHOD OF TRACTION LINK BUSH}

본 발명은 지하철 전동차 등에 설치되는 트랙션 링크용 부쉬의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트랙션 링크 부쉬의 다단 압축성형 방법에 관한 것이다.

지하철 전동차의 대차장치에 적용되는 트랙션 링크(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 링크(11)의 양단부에 형성된 슬리브(12)에 각각 트랙션 링크 부쉬(20)가 삽입 설치되는 구성이다. 트랙션 링크 부쉬(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 동축을 이루는 외측 원통의 부쉬 실린더(21)와 내측 원기둥의 부쉬 코어(22)의 사이에 고무(23)가 개재되어 모두 일체화한 구성이며, 내측의 부쉬 코어(22)의 축방향 양단부에 체결용 핀홀(24a)이 관통 형성된 연결바(24)가 일체로 연장 형성된다.

트랙션 링크 부쉬(20)는 연결바(24)로 입력되는 충격 및 진동이 고무(23)에 흡수되어 외측의 부쉬 실린더(21)나 이에 의해 삽입되는 슬리브(12) 및 링크(11)로 전달되는 것을 차단하며, 그 반대방향으로의 충격 및 진동 또한 차단하는 역할을 한다.

이와 같은 트랙션 링크 부쉬(20)의 종래 제조방법은 부쉬 실린더(21) 내측에 고무(23)와 부쉬 코어(22)가 삽입된 임시 결합상태에서 도 3에 도시된 바와 같이 기다란 수평의 스웨이징 장치(30)의 테이퍼진 내측 성형면(31)에 유압실린더 장치 등으로 밀어주어 삽입 및 통과시킴으로써 부쉬 실린더(21)의 외경이 점차 좁아지도록 성형됨과 동시에 내측의 고무(23)가 압축 변형되도록 함으로써 최종 규격제품인 트랙션 링크 부쉬(20)가 완성되는 방식을 취한다.

그러나, 이러한 종래의 트랙션 링크 부쉬(20)의 제조방법은 대량생산에 적합한 성형방법이라는 장점이 있는 반면, 스웨이징 장치(30)를 통과한 트랙션 링크 부쉬(20)의 부쉬 실린더(21) 외주면에 긁힌 자국이 생기게 되어 연마 등을 통한 마감처리가 필요하다는 단점도 있다.

또한, 스웽이징 장치(30)의 1회 통과만으로 성형이 완료되므로 부쉬 실린더(21)와 고무(23)의 외주면 간의 밀착력, 및 부쉬 코어(22)와 고무(23)의 내주면 간의 밀착력이 떨어짐에 따라 차량에 설치하여 사용하는 과정에서 상기와 같은 부품들간 경계면에서 찢어짐이 쉽게 발생하는 문제 및 나아가 경계면 간 서로 분리 이탈되는 문제가 있었다.

그리고, 스웨이징 장치(30)를 통한 1회 압축성형만으로는 부쉬 실린더(21)와 부쉬 코어(22) 사이에 개재되는 고무(23)의 완벽한 압축변형이 이루어지지 못하는 관계로 고무(23) 내 기공이 완벽하게 제거되지 못하고 잔존하게 됨에 따라 차량에 설치하여 사용하는 과정에서 고무(23) 내 상기 잔존하는 기공 부위에서 찢어짐이 발생하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 별도의 마감처리가 필요 없을 정도로 성형 정밀도가 높으며, 완벽한 압축성형을 통해 고무 내 기공을 완전히 없앰으로써 제품성능을 향상시킬 수 있는 트랙션 링크 부쉬의 다단 압축성형 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 트랙션 링크 부쉬의 압축성형 방법에 있어서, 동축을 이루는 외측 원통의 부쉬 실린더와 내측 원기둥의 부쉬 코어의 사이에 고무가 개재되어 결합하는 트랙션 링크 부쉬에서 상기 부쉬 실린더의 성형 전 외경으로부터 성형완료 후 외경에 이르기까지 단계적으로 압축성형되도록 하기 위한 다수의 스웨이징 지그를 준비하되, 상기 다수의 스웨이징 지그는 각기 서로 다른 내주면의 성형면을 갖도록 준비하는 제1 단계와; 하단부에 수직의 가압실린더가 설치되는 상측의 가동금형과, 상단부에 상기 다수의 스웨이징 지그가 선택적으로 장착되는 하측의 고정금형을 준비하되, 상기 장착된 스웨이징 지그의 상단부에 상기 성형 전 또는 성형 중간단계의 트랙션 링크 부쉬를 탑재한 상태에서 상기 가동금형을 가동함으로써 상기 가압실린더가 상기 트랙션 링크 부쉬를 가압하여 상기 스웨이징 지그의 성형면을 통과하도록 함으로써 해당 스웨이징 지그에 의한 압축성형을 달성하는 제2 단계와; 상기 다수의 스웨이징 지그 중 성형면의 내경이 큰 것에서부터 작은 것에 이르기까지 순차적으로 상기 고정금형에 장착해가면서 상기 제2 단계를 반복 수행함으로써 최종제품의 트랙션 링크 부쉬를 달성하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙션 링크 부쉬의 압축성형 방법을 제공한다.

여기서, 상기 다수의 스웨이징 지그는 각각 축방향의 길이보다 직경이 더 큰 원기둥의 내측 중심에 상기 축방향으로 상기 성형면이 내주면으로서 형성되며, 상기 성형면을 포함하여 반경방향으로 소정 두께만큼의 초경부와 상기 초경부의 외주면을 감싸는 합금강부로 이루어질 수도 있다.

이 경우, 상기 초경부는 상기 축방향으로 상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부에 테이퍼면이 형성될 수도 있다.

한편, 상기 다수의 스웨이징 지그는 상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부의 성형면의 직경이 153.0mm이고 상기 트랙션 링크 부쉬가 배출되는 타단부의 성형면의 직경이 152.2mm인 제1 스웨이징 지그와, 상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부의 성형면의 직경이 152.2mm이고 상기 트랙션 링크 부쉬가 배출되는 타단부의 성형면의 직경이 151.5mm인 제2 스웨이징 지그와, 상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부의 성형면의 직경이 151.5mm이고 상기 트랙션 링크 부쉬가 배출되는 타단부의 성형면의 직경이 151.0mm인 제3 스웨이징 지그와, 상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부의 성형면의 직경이 151.0mm이고 상기 트랙션 링크 부쉬가 배출되는 타단부의 성형면의 직경이 150.5mm인 제4 스웨이징 지그 및 상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부의 성형면의 직경이 150.5mm이고 상기 트랙션 링크 부쉬가 배출되는 타단부의 성형면의 직경이 150.1 내지 150.2mm인 제5 스웨이징 지그로 이루어질 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 트랙션 링크 부쉬의 압축성형 방법에 의하면 기존의 단일의 스웨이징 장치를 이용하던 방식을 대체하여 다수의 스웨이징 지그를 이용하여 단계적으로 압축성형이 이루어지도록 하고, 단계별 압축성형의 수행방식 또한 기존의 수평의 스웨이징 장치를 통과시키던 방식과 달리 상측 가동금형의 가압실린더가 트랙션 링크 부쉬를 가압하여 하측 고정금형 상에 탑재되는 각각의 스웨이징 지그의 성형면을 수직으로 통과하는 방식으로 개선함에 따라 압축성형이 완료된 트랙션 링크 부쉬에 대해서는 별도의 마감처리가 필요 없을 정도로 높은 성형 정밀도를 달성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따라 다단에 걸친 트랙션 링크 부쉬의 압축성형 방법에 의하면 부쉬 실린더와 부쉬 코어 사이에 개재되는 고무에 대하여 완벽한 압축성형을 달성함으로써 고무 내 기공을 완전히 없애주어 제품성능의 향상에 크게 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 적용대상인 트랙션 링크 부쉬가 삽입 설치되는 트랙션 링크의 사시도,
도 2는 도 1의 트랙션 링크에 삽입 설치되는 트랙션 링크 부쉬의 사시도 및 측면도,
도 3은 종래기술에 따른 트랙션 링크 부쉬의 압축성형 방법을 설명하기 위한 개략도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트랙션 링크 부쉬의 압축성형 방법에 사용되는 다수의 스웨이징 지그의 사시도,
도 5는 도 4의 다수의 스웨이징 지그의 대표적인 평면도 및 정단면도,
도 6 및 도 7은 도 4의 다수의 스웨이징 지그를 선택적으로 장착한 금형을 이용하여 트랙션 링크 부쉬를 압축성형하는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 트랙션 링크 부쉬의 압축성형 방법은 도 4에 도시된 바와 같이 압축성형의 대상인 트랙션 링크 부쉬(도 2의 20 참조)를 여러 단계로 구분하여 압축성형하기 위한 다수의 스웨이징 지그(110, 120, 130, 140, 150)를 이용한다.

이들 스웨이징 지그(110 등)는 성형 전 동축을 이루는 외측 원통의 부쉬 실린더(도 2의 21 참조)와 내측 원기둥의 부쉬 코어(도 2의 22 참조)의 사이에 고무(도 2의 23 참조)가 개재되어 결합하는 트랙션 링크 부쉬에서 상기 부쉬 실린더(21)의 성형 전 외경으로부터 성형완료 후 외경에 이르기까지 단계적으로 압축성형되도록 하기 위한 수단으로서 각기 서로 다른 내주면의 성형면(대표적으로 111)을 갖는다.

이들 스웨이징 지그(대표적으로 110)는 도 5에 도시된 바와 같이 상하 축방향의 길이(L)보다 좌우 수평방향의 직경(D)이 더 큰 원기둥으로서 내측 중심에 상하 축방향으로 성형면(111)을 내주면으로 갖는다. 성형면(111)은 상단부를 통해 압축성형 대상인 트랙션 링크 부쉬(20)가 삽입되고 하단부를 통해 상기 트랙션 링크 부쉬(20)가 배출되므로 상기 성형면(111)의 하단부가 상단부에 비해 미세하게 좁은 테이퍼면을 이룬다.

특히, 스웨이징 지그(110)는 성형면(111)을 포함한 내측의 소정 두께(t)만큼은 초경합금 재질의 초경부(112)로 이루어지고 외측의 합금강부(113)가 상기 초경부(112)의 외주면을 감싸도록 구성함으로써 상기 초경부(112)에 의해 압축성형되는 트랙션 링크 부쉬(20)의 정밀도 향상 및 반복사용에 의한 마모방지 등을 도모할 수 있다. 성형면(111)의 상단 입구측으로는 테이퍼면(114)을 형성함으로써 트랙션 링크 부쉬(20)의 삽입이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

이와 같은 구성의 스웨이징 지그(110)는 도 6에 도시된 바와 같이 하측 고정금형(210)의 다수의 지지핀(211)이 합금강부(113)의 저면을 받쳐 지지하도록 하고, 스웨이징 지그(110) 상단의 성형면(111) 상에 트랙션 링크 부쉬(20)를 탑재한 상태에서 상측 가동금형(220)을 하강시켜 그 하단부에 수직으로 연장되게 설치되는 가압실린더(221)가 트랙션 링크 부쉬(20)를 가압하여 도 7에 도시된 바와 같이 스웨이징 지그(110)의 성형면(111)을 통과하도록 함으로써 해당 스웨이징 지그(110)에 의한 압축성형을 달성한다. 스웨이징 지그(110)에 의해 성형이 완료된 트랙션 링크 부쉬(20)는 다수의 지지핀(211)의 사이 공간으로 낙하하게 된다.

이러한 방식으로 제1 스웨이징 지그(110)에 의한 압축성형이 완료된 트랙션 링크 부쉬(20)에 대하여는 나머지 스웨이징 지그들(도 4의 120~150)에 대하여도 순차적으로 고정금형(210)에 장착해가면서 압축성형을 반복적으로 수행함으로써 최종제품을 달성할 수 있다.

본 실시예에서는, 부쉬 실린더(도 2의 21 참조)와 부쉬 코어(도 2의 22 참조)의 사이에 고무(도 2의 23 참조)가 개재되어 결합하는 트랙션 링크 부쉬(20)의 성형 전 외경이 153.0mm인 것을 5단계 압축성형 과정을 거쳐 최종적으로 151.1~151.2mm의 외경을 갖는 트랙션 링크 부쉬(20)의 최종제품을 달성하기 위해 도 4에 도시된 바와 같은 5개의 스웨이징 지그(110~150)를 구성한다.

이 경우, 제1 스웨이징 지그(110)는 성형 전 트랙션 링크 부쉬(20)가 삽입되는 상단부의 성형면(111)의 직경이 153.0mm이고 성형된 트랙션 링크 부쉬(20)가 배출되는 하단부의 성형면(111)의 직경이 152.2mm인 것이 바람직하다.

제2 스웨이징 지그(120)는 1단계 성형된 트랙션 링크 부쉬(20)가 삽입되는 상단부의 성형면(121)의 직경이 152.2mm이고 성형된 트랙션 링크 부쉬(20)가 배출되는 하단부의 성형면(121)의 직경이 151.5mm인 것이 바람직하다.

제3 스웨이징 지그(130)는 2단계 성형된 트랙션 링크 부쉬(20)가 삽입되는 상단부의 성형면(131)의 직경이 151.5mm이고 성형된 트랙션 링크 부쉬(20)가 배출되는 하단부의 성형면(131)의 직경이 151.0mm인 것이 바람직하다.

제4 스웨이징 지그(140)는 3단계 성형된 트랙션 링크 부쉬(20)가 삽입되는 상단부의 성형면(141)의 직경이 151.0mm이고 성형된 트랙션 링크 부쉬(20)가 배출되는 하단부의 성형면(141)의 직경이 150.5mm인 것이 바람직하다.

제5 스웨이징 지그(150)는 4단계 성형된 트랙션 링크 부쉬(20)가 삽입되는 상단부의 성형면(151)의 직경이 150.5mm이고 성형된 트랙션 링크 부쉬(20)가 배출되는 하단부의 성형면(151)의 직경이 150.1 내지 150.2mm인 것이 바람직하다.

한편, 이상에서 설명된 트랙션 링크 부쉬의 압축성형 방법은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여지는 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 상기 설명된 바에 한정되지 않는다.

10: 트랙션 링크 11: 링크
12: 슬리브 20: 트랙션 링크 부쉬
21: 부쉬 실린더 22: 부쉬 코어
23: 고무 30: 스웨이징 장치
110: 제1 스웨이징 지그 111: 성형면
112: 초경부 113: 합금강부
114: 테이퍼면 120: 제2 스웨이징 지그
121: 성형면 130: 제3 스웨이징 지그
131: 성형면 140: 제4 스웨이징 지그
141: 성형면 150: 제5 스웨이징 지그
151: 성형면 210: 고정금형
211: 지지핀 220: 가동금형
221: 가압실린더

Claims

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트랙션 링크 부쉬의 압축성형 방법에 있어서,
동축을 이루는 외측 원통의 부쉬 실린더와 내측 원기둥의 부쉬 코어의 사이에 고무가 개재되어 결합하는 트랙션 링크 부쉬에서 상기 부쉬 실린더의 성형 전 외경으로부터 성형완료 후 외경에 이르기까지 단계적으로 압축성형되도록 하기 위한 다수의 스웨이징 지그를 준비하되, 상기 다수의 스웨이징 지그는 각기 서로 다른 내주면의 성형면을 갖도록 준비하는 제1 단계와;
하단부에 수직의 가압실린더가 설치되는 상측의 가동금형과, 상단부에 상기 다수의 스웨이징 지그가 선택적으로 장착되는 하측의 고정금형을 준비하되, 상기 장착된 스웨이징 지그의 상단부에 상기 성형 전 또는 성형 중간단계의 트랙션 링크 부쉬를 탑재한 상태에서 상기 가동금형을 가동함으로써 상기 가압실린더가 상기 트랙션 링크 부쉬를 가압하여 상기 스웨이징 지그의 성형면을 통과하도록 함으로써 해당 스웨이징 지그에 의한 압축성형을 달성하는 제2 단계와;
상기 다수의 스웨이징 지그 중 성형면의 내경이 큰 것에서부터 작은 것에 이르기까지 순차적으로 상기 고정금형에 장착해가면서 상기 제2 단계를 반복 수행함으로써 최종제품의 트랙션 링크 부쉬를 달성하는 제3 단계를 포함하고,
상기 다수의 스웨이징 지그는 각각, 축방향의 길이보다 직경이 더 큰 원기둥의 내측 중심에 상기 축방향으로 상기 성형면이 내주면으로서 형성되며, 상기 성형면을 포함하여 반경방향으로 소정 두께만큼의 초경부와 상기 초경부의 외주면을 감싸는 합금강부로 이루어지고,
상기 초경부는 상기 축방향으로 상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부에 테이퍼면이 형성되며,
상기 다수의 스웨이징 지그는
상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부의 성형면의 직경이 153.0mm이고 상기 트랙션 링크 부쉬가 배출되는 타단부의 성형면의 직경이 152.2mm인 제1 스웨이징 지그와, 상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부의 성형면의 직경이 152.2mm이고 상기 트랙션 링크 부쉬가 배출되는 타단부의 성형면의 직경이 151.5mm인 제2 스웨이징 지그와, 상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부의 성형면의 직경이 151.5mm이고 상기 트랙션 링크 부쉬가 배출되는 타단부의 성형면의 직경이 151.0mm인 제3 스웨이징 지그와, 상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부의 성형면의 직경이 151.0mm이고 상기 트랙션 링크 부쉬가 배출되는 타단부의 성형면의 직경이 150.5mm인 제4 스웨이징 지그 및 상기 트랙션 링크 부쉬가 삽입되는 일단부의 성형면의 직경이 150.5mm이고 상기 트랙션 링크 부쉬가 배출되는 타단부의 성형면의 직경이 150.1 내지 150.2mm인 제5 스웨이징 지그로 이루어진 것을 특징으로 하는 트랙션 링크 부쉬의 압축성형 방법.