KR20140014505A

KR20140014505A - 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법

Info

Publication number: KR20140014505A
Application number: KR1020120080617A
Authority: KR
Inventors: 임만승; 박진용; 한진규; 배상은
Original assignee: 대원강업주식회사
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2014-02-06

Abstract

본 발명은 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법에 관한 것으로, 그 목적은 다단의 단조공정을 통하여 파이프 소재의 양끝단부에 아이부를 가공하되, 파이프 소재의 양끝단에 가공되는 아이부가 중실 소재로 제작된 아이부와 대등한 구조와 강도를 가질 수 있도록 하는 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명에 따른 스태빌라이저 바 아이부 가공방법은 파이프 소재의 끝단부 외경이 확장되면서 살두께가 증가하도록 파이프 소재의 끝단부를 축방향으로 단조하여 끝단부를 중실형의 구조로 가공하는 제1 단계(S110); 상기 S110 단계를 통해 형성된 단조 가공부의 끝단부를 아이부의 형상에 맞추어 가공하는 단계(S120); 및 상기 S120 단계 후, 상기 단조 가공부를 평판형의 구조로 단조하고, 홀을 가공하는 단계(S130)로 이루어진다.

Description

다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법{Manufacturing method for eye-forming of pipe stabilizer bar using multistage upsetting}

본 발명은 스테빌라이저 바의 양 끝단부에 차체와의 결합을 위해 마련되는 아이부를 가공하는 방법에 관한 것으로, 특히 다단 단조를 통하여 파이프 소재의 끝단부에 중실소재를 이용하여 형성되는 아이부와 대등한 구조와 강도를 갖는 아이부를 일체형의 구조로 형성할 수 있도록 하는 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 스태빌라이저 바(Stabilizer bar)는 차체의 횡방향으로 연장되는 구조를 갖도록 장착되어 차량의 주행 중 좌/우측 현가장치의 상대적인 거동자세의 변화에 따라 발생되는 차체의 롤링을 자체적으로 갖고 있는 롤 강성을 매개로 완화시킴으로써 자동차의 주행 안정성을 향상시키게 된다.

이러한 스태빌라이저 바의 양끝단에는 링크를 매개로 차체와 결합되는 아이부가 형성된다.

한편 스태빌라이저 바는 최초 중실형의 환봉 소재를 이용하여 제작됨에 따라 중량이 많이 나가 차량의 연비를 저감시킬 뿐만 아니라 제작비용의 상승을 초래하는 문제점이 있어 최근에는 중공의 파이프 소재를 이용하여 제작되고 있다.

도 1은 종래 파이프 소재에 아이부를 가공하는 공정을 나타낸 공정도를 도시하고 있다.

도 1을 참조하여 파이프 소재에 아이부를 가공하는 방법에 대해 설명하면, 파이프 소재(10)의 끝단부를 압착하여 평판 구조의 프레스 가공부(11)를 형성하고, 링크와의 결합을 위한 홀(12)을 프레스 가공부(11)에 천공한 뒤, 프레스 가공부(11)의 주위(11`)를 요구되는 형상으로 절단하는 공정을 통해 형성되고 있다.

이와 같이 가공된 아이부의 경우, 파이프 소재의 단부를 단순히 압착하여 형성되는 프레스 가공부의 내부에 틈새가 발생하게 되고, 이러한 틈새로 물 또는 수분이 유입되어 스태빌라이저 바의 부식을 초래하게 되므로 사용 중 조기 절손되는 문제점이 있다.

따라서 최근에는 별도의 환봉 소재를 이용하여 아이부를 제작한 뒤, 제작된 아이부를 파이프 소재의 단부에 마찰용접하여 결합시키는 방식으로 파이프 소재의 양끝단부에 아이부를 형성하고 있으나, 이와 같은 경우 별도의 마찰용접공정이 추가되므로 생산성이 저하될 뿐만 아니라 관련 설비를 추가적으로 구매해야만 함에 따라 초기 투자비용이 상승하여 결과적으로 스태빌라이저 바의 단가를 상승시키게 되는 문제점이 있다.

국내등록특허공보 등록번호 10-0807959(2008.02.20)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 다단의 단조공정을 통하여 파이프 소재의 양끝단부에 아이부를 가공하되, 파이프 소재의 양끝단에 가공되는 아이부가 중실 소재로 제작된 아이부와 대등한 구조와 강도를 가질 수 있도록 하는 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 아이부의 내부에 틈새가 발생하는 것을 방지하여 스태빌라이저 바의 내부로 수분이나 물이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하는 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 파이프 소재의 다단 단조를 통하여 중실 소재와 대등한 아이부를 파이프 소재에 직접 가공함으로써, 별도의 마찰 용접이 요구되지 않아 생산성을 높일 수 있는 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 아이부의 형상 변경이 용이한 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법은 파이프 소재의 끝단부 외경이 확장되면서 살두께가 증가하도록 파이프 소재의 끝단부를 축방향으로 단조하여 끝단부를 중실형의 구조로 가공하는 제1 단계(S110); 상기 S110 단계를 통해 형성된 단조 가공부의 끝단부를 아이부의 형상에 맞추어 가공하는 단계(S120); 및 상기 S120 단계 후, 상기 단조 가공부를 평판형의 구조로 단조하고, 홀을 가공하는 단계(S130)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편 상기 S110 단계는 다단의 단조 공정을 통하여 파이프 소재의 외경과 살두께를 단계적으로 확장시키는 것이 바람직하다.

한편 상기 S110 단계는 파이프 소재의 끝단면을 반복적으로 타격하여 파이프 소재의 끝단부에 축방향으로 압축되는 변형을 발생시키는 단조 금형과, 상기 단조 금형에 의하여 축방향으로 압축 변형되는 파이프 소재의 끝단부가 요구되는 직경과 형상으로 변형될 수 있도록 유도하는 성형유도공간을 갖는 단조 다이를 이용하여 이루어질 수 있다.

한편 상기 S120 단계는 단조 가공부의 끝단부가 외부로 돌출되도록 파이프 소재를 단조 다이에 지지하여 두고, 가공하고자 하는 형상에 대응하는 성형홈을 갖는 단조 금형을 이용하여 단조 가공부의 끝단면을 반복적으로 타격하여 단조 가공부의 끝단부를 요구되는 형상으로 가공할 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 단조 공정을 통하여 파이프 소재의 끝단부에 중실형의 단조 가공부를 형성하고, 이 단조 가공부를 이용하여 아이부를 형성하게 됨으로써, 파이프 소재의 단부에 중실 소재로 형성되는 아이부와 대등한 구조와 강도를 갖는 아이부를 일체형으로 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한 파이프 소재를 이용하여 아이부를 형성함에 있어서, 아이부에 틈새가 발생되지 않으므로 수분이나 물의 유입을 원천적으로 차단할 수 있으며, 이를 통해 보다 건전한 스태빌라이저 바를 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한 별도 제작된 아이부를 파이프 소재에 결합하기 위한 마찰용접이 불필요해지므로 생산성을 높일 수 있으며, 더불어 생산설비의 구축에 요구되는 투자비용을 줄여 스태빌라이저 바의 생산단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한 아이부의 형상을 보다 용이하게 변경할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 종래 파이프 소재에 아이부를 가공하는 공정을 나타낸 공정도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가공방법에 따라 파이프 소재의 단부에 아이부를 가공하는 공정을 나타낸 공정도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아이부 단조 가공방법에 따라 파이프 소재의 단부에 아이부를 가공하는 공정을 나타낸 공정도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법은 파이프 소재(100)의 끝단부(101) 외경이 확장되고, 더불어 내경이 감소하면서 살두께(t)가 증가하도록 파이프 소재의 끝단부를 단계적으로 단조하여 파이프 소재의 끝단부에 중실 소재로 형성된 아이부와 대등한 구조를 갖는 아이부(103)를 일체형의 구조로 형성할 수 있도록 한 것으로, 파이프 소재(100)의 끝단부(101)를 축방향으로 단조하여 파이프 소재의 외경을 확장시키면서 끝단부(101)의 살두께(t)를 증가시켜 중실형의 구조로 가공하는 제1단조 단계(S110); 상기 S110 단계를 통해 형성된 단조 가공부(102)의 끝단부를 아이부(103)의 형상에 맞추어 가공하는 단계(S120); 및 상기 S120 단계 후, 상기 단조 가공부(102)를 평판형의 구조로 단조하고, 홀(103)을 가공하는 단계(S130)로 이루어져 있다.

상기 S110 단계는 단조 다이(111)를 이용하여 파이프 소재(100)를 지지한 상태에서 단조 금형(112)을 이용하여 파이프 소재(100)의 끝단면(100a)을 반복적으로 타격하는 것으로 이루어지게 된다.

한편 상기 단조 다이(111)는 파이프 소재(100)가 요구되는 형상과 직경으로 변형될 수 있도록 유도하는 성형유도공간(111a)이 내부에 형성된 것으로 구성되며, 상기 단조 금형(112)은 파이프 소재(100)의 끝단면(100a)을 전체적으로 균일하게 타격할 수 있도록 파이프 소재(100)의 끝단면(100a)에 대응하는 면(112a)이 평판형의 구조로 이루어져 있다.

이와 같이 단조 다이(111)를 이용하여 파이프 소재(100)를 지지한 상태에서 단조 금형(112)을 이용하여 파이프 소재(100)의 끝단면(100a)를 반복적으로 타격하게 되면, 파이프 소재(100)의 끝단부가 축방향으로 압축되면서 변형되며, 이러한 압축 변형에 의하여 파이프 소재의 끝단부의 살두께(T)가 증가되면서 끝단부의 외경은 증가하게 되고, 내경은 감소하게 되며, 최종적으로는 끝단부의 내부가 파이프 살에 의하여 메워짐으로써 중실형의 구조를 형성하게 된다.

이러한 S110 단계는 파이프 소재의 끝단부를 단계적으로 변형시킬 수 있도록 다단계로 이루어지는 것이 바람직하며, 도 2에는 두 번의 단조 공정(S110-1,S110-2)을 통하여 파이프 소재(100)의 끝단부(101)에 중실형 구조의 단조 가공부(102)를 가공하는 공정이 도시되어 있으나, 파이프 소재의 크기나 살두께에 따라서 단조 공정의 횟수를 보다 증가시킬 수도 있다.

한편 상기와 같은 S110 단계를 통하여 파이프 소재의 끝단부가 중실형의 구조로 형성되면, 파이프 소재의 내부가 파이프 살로 자연스럽게 메워져 틈새가 발생하지 않게 되므로, 스태빌라이저 바의 내부로 수분이나 물의 유입되는 것을 차단할 수 있게 되며, 이로써 보다 건전한 스태빌라이저 바의 제작이 가능하게 된다.

물론 파이프 소재의 원활한 변형을 유도하기 위하여 상기 S110 단계나 후술된 S120 및 S130 단계는 파이프 소재를 소정의 온도로 가열한 뒤, 단조 작업을 실시하는 것이 바람직하다.

상기 S120 단계는 가공하고자 하는 아이부(104)의 형상에 대응하는 성형홈(122a)을 갖는 단조 금형(122)을 이용하여 단조 가공부(102)의 끝단면(102a)을 반복적으로 타격하는 것으로 이루어진다. 물론 단조 금형(122)을 이용한 단조 작업을 통하여 단조 가공부(102)의 끝단면(102a)을 요구되는 형상으로 용이하게 가공할 수 있도록 하기 위하여 단조 다이(121)를 이용하여 파이프 소재(100)를 고정하게 되며, 상기 단조 다이(121)는 단조 가공부(102)를 지지하되, 단조 가공부(102)의 끝단부가 외부로 돌출되도록 하여 단조 금형(122)에 의해 타격시 끝단부가 요구되는 형상으로 가공될 수 있도록 지지하게 된다.

한편 도 2에는 둥근 모양의 성형홈(122a)을 갖는 단조 금형을 이용하여 단조 가공부(102)의 끝단부를 둥글게 가공하는 공정이 도시되어 있으나, 경우에 따라서는 다각형 모양의 성형홈을 갖는 단조 금형을 이용하여 단조 가공부(102)의 끝단부를 다각형의 구조로 형성할 수도 있으며, 이처럼 단조 금형을 변경함으로써 단조 가공부(102)의 끝단부 형상을 손쉽게 변경할 수 있게 되어 아이부의 형상 변경이 용이해지는 이점이 있다.

상기 S130 단계는 단조 가공부(102)를 평판형의 구조로 단조 가공하고, 더불어 링크와의 결합을 위한 홀(103)을 가공하는 단계로서, 단조 가공부(102)를 사이에 두고 배치된 두 단조 금형(132)을 이용하여 단조 가공부(102)를 반복적으로 타격함으로써 단조 가공부(102)를 소정의 두께를 갖는 평판형의 구조로 형성하게 되며, 이러한 단조 작업시 단조 가공부(102)의 측면부가 요구되는 형상을 유지하도록 단조 다이(131)를 이용하여 지지한 채로 단조 작업을 실시하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법은 S110 단계를 통한 단조 작업을 통하여 파이프 소재의 끝단부에 중실형 구조의 단조 가공부(102)를 형성하고, 이후 S120 단계를 통해 단조 가공부(102)를 요구되는 형상으로 가공하며, 이후 S130 단계를 통해 단조 가공부(102)를 평판형의 구조로 가공하는 것에 의하여 아이부를 가공하게 되며, 이처럼 다단계의 단조 공정을 거치는 과정에서 상기 단조 가공부(102)의 내부 조직은 보다 치밀해져 우수한 강도를 나타내는 것을 물론이고, 수분이나 물의 유입을 효과적으로 차단할 수 있게 되므로, 스태빌라이저 바의 품질을 한 층 더 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 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.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(100) : 파이프 소재
(102) : 단조 가공부
(103) : 홀
(104) : 아이부

Claims

파이프 소재(100)의 끝단부(101) 외경이 확장되면서 살두께(t)가 증가하도록 파이프 소재의 끝단부를 축방향으로 단조하여 끝단부를 중실형의 구조로 가공하는 제1 단계(S110);
상기 S110 단계를 통해 형성된 단조 가공부(102)의 끝단부를 아이부의 형상에 맞추어 가공하는 단계(S120); 및
상기 S120 단계 후, 상기 단조 가공부(102)를 평판형의 구조로 단조하고, 홀(103)을 가공하는 단계(S130)로 이루어진 것을 특징으로 하는 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 S110 단계는 다단의 단조 공정을 통하여 파이프 소재의 외경과 살두께를 단계적으로 확장시키는 것을 특징으로 하는 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 S110 단계는 파이프 소재(100)의 끝단면(100a)을 반복적으로 타격하여 파이프 소재의 끝단부에 축방향으로 압축되는 변형을 발생시키는 단조 금형(112)과, 상기 단조 금형(112)에 의하여 축방향으로 압축 변형되는 파이프 소재의 끝단부가 요구되는 직경과 형상으로 변형될 수 있도록 유도하는 성형유도공간(111a)을 갖는 단조 다이(111)를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 S120 단계는 단조 가공부(102)의 끝단부가 외부로 돌출되도록 파이프 소재(100)를 단조 다이(121)에 지지하여 두고, 가공하고자 하는 형상에 대응하는 성형홈(122a)을 갖는 단조 금형(122)을 이용하여 단조 가공부(102)의 끝단면을 반복적으로 타격하여 단조 가공부(102)의 끝단부를 요구되는 형상으로 가공하는 것을 특징으로 하는 다단 단조공법을 이용한 스태빌라이저 바 아이부 가공방법.