KR20150050271A - 차량용 펌프하우징 제조방법 - Google Patents

차량용 펌프하우징 제조방법 Download PDF

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KR20150050271A
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Abstract

차량용 펌프하우징 제조방법에 대한 발명이 개시된다. 개시된 차량용 펌프하우징 제조방법은: 펌프하우징의 외형에 맞는 구멍을 갖는 연주몰드를 제작하는 제작단계와, 연주몰드를 연속주조설비의 주형 출구 측에 배치되는 배치단계와, 펌프하우징을 형성하기 위한 알루미늄 용탕을 용탕공급부재를 이용하여 주형에 공급하는 용탕공급단계와, 주형에 수용된 알루미늄 용탕을 중력방향으로 이동하고, 연주몰드의 구멍을 통과하여 펌프하우징용 원소재를 연속주조하는 연속주조단계와, 원소재를 절단하여 펌프하우징을 형성하는 절단단계와, 펌프하우징을 가공기기를 이용하여 장착물이 설치되는 설치구멍과 외주면을 가공하는 하우징가공단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 펌프하우징 제조방법{MANUFACTURE METHOD OF PUMP HOUSING FOR MOTORS}
본 발명은 차량용 펌프하우징 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 펌프하우징을 제조하는 데 있어 연주주조를 이용하여 펌프하우징을 제조하므로, 압출공정 삭제로 인한 제조원가를 절감하고, 알루미늄 주조재 적용이 가능하므로, 절삭 가공시 장칩의 발생을 줄여 가공성을 개선할 수 있는 차량용 펌프하우징 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, ABS(Anti-lock Brake System)는 브레이크 제동에 의해 바퀴가 잠기는 것을 방지하여 장애물을 피할 수 있게 하는 장치로서, 한쪽 바퀴의 노면이 미끄러운 상태에서 브레이크 제동 하여도 운전자가 제어할 수 있는 상태를 유지하여 일반적으로 제동 거리를 짧아지게 해주어 위급한 상황을 벗어나게 해준다.
ABS는 알루미늄 펌프하우징에 각종 밸브류, 펌프류, ECU, 모터 및 어큐뮬레이터를 장착하여 제조된다.
즉, 펌프하우징(Pump Housing)은 사각형 및 그와 유사한 블록 형태로 이루어져 각종의 밸브류, 펌프류,어큐뮬레이터를 삽입하여 장착 가능하도록 측면에서 내부로 관통되는 다수 개의 설치구멍이 형성된다. 이 설치구멍들은 선반 및 드릴 등을 이용하여 형성된다.
현재 대부분의 펌프하우징이 알루미늄 압출공법에 의해 제조되고 있으며, 일부 고압주조 공법을 적용한 부품도 양산되고 있다.
본 발명에 대한 배경기술은 대한민국 공개특허 제2004-0053874(공개일: 2004.06.25)인 "안티로크 브레이크 장치용 펌프하우징의 어큐뮬레이터 구조"에 제시되어 있다.
종래의 펌프하우징은 원형 단면의 봉상 빌렛을 주조 후 고온의 압축기에서 압출하여 사각 및 유사 형상의 펌프하우징을 제조하는 것으로서, 주조공정과 압출공정이 이중으로 이용됨에 따라 제조단가가 증가하는 문제점이 있다.
또한, 압출공정을 적용하기 위해 연성이 좋은 알루미늄 전신재(Aluminium Wrought Alloy)를 적용하므로, 절단 및 절삭 가공시 가공 칩(Chip)의 길이가 커지고, 가공 툴(Tool)에 쉽게 소착되며, 특히, 펌프 하우징의 유로 가공시 툴 파손 및 가공 불량이 증대 하는 등 가공성이 현저하게 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, ABS용 펌프하우징을 제조하는 데 있어 연주주조를 이용하여 펌프하우징을 제조하므로, 압출공정 삭제로 인한 제조원가를 절감할 수 있는 차량용 펌프하우징 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 알루미늄 주조재 적용이 가능하므로, 절삭 가공시 장(長)칩의 발생을 줄여 가공성을 개선할 수 있는 차량용 펌프하우징 제조방법에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량용 펌프하우징 제조방법은, 펌프하우징의 외형에 맞는 구멍을 갖는 연주몰드를 제작하는 제작단계; 상기 연주몰드를 연속주조설비의 주형 출구 측에 배치하는 배치단계; 상기 펌프하우징을 형성하기 위한 알루미늄 용탕을 용탕공급부재를 이용하여 상기 주형에 공급하는 용탕공급단계; 상기 주형에 수용된 알루미늄 용탕을 중력방향으로 이동하고, 상기 연주몰드의 구멍을 통과하여 상기 펌프하우징용 원소재를 연속주조하는 연속주조단계; 상기 원소재를 절단하여 상기 펌프하우징을 형성하는 절단단계; 및 상기 펌프하우징을 가공기기를 이용하여 장착물이 설치되는 설치구멍과 외주면을 가공하는 하우징가공단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연주몰드에 형성된 구멍은 상기 펌프하우징의 실형상과 동일한 단면 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 알루미늄 용탕은 670 ~ 700℃의 온도범위를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 펌프하우징용 원소재는 주조재(Casting Alloys)를 이용하여 연속주조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 펌프하우징용 원소재는 Si, Mg, Cu 중 적어도 어느 하나를 함유하는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연속주조단계 후에는, 상기 펌프하우징용 원소재의 강도를 높이기 위해 냉각하는 냉각단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절단단계 후에는 상기 펌프하우징의 물성을 확보하기 위해 열처리하는 열치리단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한. 상기 하우징가공단계에서, 상기 가공물은 인렛밸브, 아웃렛 밸브, 펌프, 모터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징가공단계에서, 상기 펌프하우징에는 이씨유(ECU) 블록을 설치하기 위한 나사공을 포함한 홀 및 유로 가공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 펌프하우징 제조방법은, ABS용 펌프하우징을 제조하는 데 있어 연주주조를 이용하여 펌프하우징을 제조하므로, 압출공정 삭제로 인한 제조원가를 절감할 수 있는 차량용 펌프하우징 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 알루미늄 주조재의 적용이 가능하므로, 절삭 가공시 장(長)칩의 발생을 줄여 가공성을 개선할 수 있는 차량용 펌프하우징 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 ABS장치에서 펌프하우징의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프하우징을 연속주조설비를 이용하여 연속 주조하는 상태를 개략적으로 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연주몰드를 개략적으로 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프하우징용 원소재를 절단하는 상태를 을 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 펌프하우징 제조방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 펌프하우징 제조방법을 설명하도록 한다.
이 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 차량용 ABS장치에서 펌프하우징의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프하우징을 연속주조설비를 이용하여 연속 주조하는 상태를 개략적으로 보인 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연주몰드를 개략적으로 보인 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프하우징용 원소재를 절단하는 상태를 을 보인 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 펌프하우징 제조방법의 흐름도이다.
우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 펌프하우징 제조방법을 설명하기 전에 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 ABS장치에서 펌프하우징(10)의 구성을 살펴본다.
펌프하우징(10)은 여러 장착물(40)이 관통 형성된 설치구멍(12) 또는 나사공(14)에 형성되어 오일의 이동을 통해 ABS장치에 연결된 브레이크를 작동하기 위한 블록 형태의 구성이다.
펌프하우징(10)의 설치구멍(12)에는 오일이 유입되는 다수 개의 인렛밸브(42), 오일이 배출되는 아웃렛밸브(44), 모터(46), 오일이 수용되는 어큐뮬레이터(47) 등의 장착물(40)이 나사 또는 볼트를 이용하여 설치된다.
또한, 펌프하우징(10)의 나사공(14)에는 이씨유(ECU)블록(48)의 모서리에 형성된 구멍을 통하여 나사 또는 볼트가 삽입되어 체결됨으로써, 펌프하우징(10)의 일 측면에 이씨유블록(48)이 설치된다.
이러한 펌프하우징(10)은 다수개의 설치구멍(12), 나사공(14) 및 외측 면을 가공해야 하는 데, 기존에는 펌프하우징(10)를 알루미늄 전신재(AL Wrought Alloy)를 압출기에서 압출하여 형성한다.
하지만, 압출재 펌프하우징은 압출 후 미세한 압출조직 형성으로 인해 물성의 연성이 높아 사각 및 유사 사각 및 유사 블록 형태의 펌프하우징(10)을 가공하는 설치구멍(12), 나사공(14) 및 외측 면을 가공하는 과정에서, 선반 및 드릴 등의 가공기기에 장착된 기공툴에서 길이가 긴 장칩이 형성되어 칩이 말리는 현상이 발생하므로 가공성이 나쁜 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 펌프하우징 제조방법에서는, 이를 해소하기 위해 연속주조를 적용하여 주조조직을 생성하여 과도한 연성은 제거하고, 열처리를 통해 목표 경도를 확보할 수 있으며 이를 통해, 펌프하우징(10)에서 설치구멍(12), 나사공(14) 및 외측 면을 가공시, 칩의 길이를 짧게 하며, 칩이 잘 절단되어 칩이 말리는 현상을 줄이므로 가공공정에서 가공성을 향상시키고자 한다.
그래서, 본 발명의 일 실시예에서는 아래와 같은 펌프하우징(10) 제조공정을 제시한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 펌프하우징 제조방법은, 제작단계(S10), 배치단계(S20), 용탕공급단계(S30), 연속주조단계 (S40), 절단단계(S60), 하우징가공단계(S80)를 포함하여 이루어진다.
제작단계(S10)는 펌프하우징(10)의 외형에 맞는 구멍(22)을 갖는 연주몰드(20)를 제작하는 단계이다.
연주몰드(20)는 후술하는 주형(30)에서 배출되는 알루미늄 용탕(1)의 외주면이 펌프하우징의 실형상으로 통과할 수 있도록 사각 및 유사형상의 구멍(22)이 형성된다.
이때, 구멍(22)의 가로 및 세로 너비는 펌프하우징(10)의 외측면 가공을 고려하여 가공된 펌프하우징(10)의 가로 및 세로방향의 외측면 너비에 비해 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.
배치단계(S20)는 연주몰드(20)를 연속주조설비(6)의 주형(30) 출구 측에 배치되는 단계이다. 여기서, 연속주조설비(6)는 개략적으로 도시하였으며 다양한 형태로 변경 가능하다.
연주몰드(20)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 연속주조설비(6)에서 주형(30)의 하측에 설치되어 주형(30)에서 수용된 주조재의 알루미늄 용탕(1)이 중력방향으로 하측으로 이동하면서 사각 및 유사형상의 구멍(22)을 통과하여 길이 방향으로 길게 원소재(4, 주괴 또는 잉곳)를 형성하게 된다.
즉, 연주몰드(20)는 알루미늄 용탕(1)에서 바로 펌프하우징(10)의 사각 및 유사형상의 외형을 압출공정 없이 바로 제작할 수 있게 하므로, 기존의 압출공정을 삭제하는 것이 가능하다.
용탕공급단계(S30)는 펌프하우징(10)을 형성하기 위한 알루미늄 용탕(1)을 용탕공급부재(2)를 이용하여 주형(30)에 공급하는 단계이다.
용탕공급부재(2)는 주형(30) 상측에 배치되어 공급노즐을 통해 내부에 저장된 알루미늄 용탕(1)을 주형(10)으로 공급하도록 한다.
알루미늄 용탕(1)은 670 ~ 700℃의 온도범위를 갖는 상태로 용융되는 것이 바람직하다.
연속주조단계(S40)는 주형(30)에 수용된 알루미늄 용탕(1)을 중력방향으로 이동하고, 연주몰드(20)의 구멍(22)을 통과하여 펌프하우징(10)용 원소재(4)를 연속주조하는 단계이다.
연속주조(continuous casting , 連續鑄造)는 주형(30)에서 인출되는 약간 굳어진 원소재(40)를 그대로 두거나 당겨서 연속적으로 인출하는 주조방법이다.
여기서, 펌프하우징용 원소재(4)는 주조재(Casting Alloys)를 이용하여 연속주조할 수 있으며, 원소재(4)는 주괴(鑄塊) 또는 잉곳(Ingot)인 것이 바람직하다.
이때, 경우에 따라 펌프하우징용 원소재(4)는 전신재 (Wrought Alloys) 를 적용할 수도 있다.
원소재(4)는 연주몰드(20)의 사각 및 유사형상의 구멍(22)을 통과함에 따라 펌프하우징의 실형상 단면을 갖는 상태로 길게 형성되어 이동한다.
이때, 펌프하우징(10)용 원소재(4)는 Si, Mg, Cu 중 적어도 어느 하나를 함유하는 알루미늄 합금인 것이 바람직하다.
본 발명에서는 Si 등의 가공성을 개선시키는 합금성분이 많은 AC계 주조재를 적용함으로서 소재의 구멍 및 외측면 가공성이 대폭 개선되게 된다.
이때, Si은 AL 합금 내에서 가공성 및 주조성을 향상시키거나, Mg와 Mg2Si를 생성하여 열처리시 강도를 개선시키는 역할을 한다. Cu는 AL 합금 내에서 Al2Ca를 생성하여 가공성을 개선시키거나 강도를 향상시키는 역할을 한다.
연속주조단계(S40) 후에는, 펌프하우징(10)용 원소재(4)의 강도를 높이기 위해 냉각하는 냉각단계(S50)를 더 포함할 수 있다.
냉각단계(S50)는 물, 오일, 공기 등의 냉각제를 이용하여 냉각하도록 한다.
절단단계(S60)는 원소재(4)를 절단하여 펌프하우징(10)의 외형을 형성하는 단계이다.
원소재(4)는 펌프하우징(10)의 두께에 맞게 절단됨에 따라 사각 블록 형태(육면체 형상)를 갖는 펌프하우징(10)의 최종 외형이 완성된다.
하우징가공단계(S80)는 펌프하우징(10)을 선반, 밀링, 드릴 등의 가공기기를 이용하여 장착물(40)이 설치되는 설치구멍(12)과 외주면을 가공하는 단계이다.
하우징가공단계(S80)에서, 가공물(40)은 인렛밸브(42), 아웃렛 밸브(44), 펌프(45), 모터(46), 어큐뮬레이터(47) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같이, 펌프하우징(10)의 설치구멍(12)에는 상술한 바와 같이, 오일이 유입되는 다수 개의 인렛밸브(42), 오일이 배출되는 아웃렛밸브(44), 모터(46), 오일이 수용되는 어큐뮬레이터(47)를 포함하는 장착물(40)이 나사 또는 볼트에 의해 설치된다.
하우징가공단계(S80)에서, 펌프하우징(10)에는 이씨유(ECU) 블록(48)을 설치하기 위한 나사공(14)을 포함한 홀 및 유로를 가공 형성할 수 있다.
펌프하우징(10)의 나사공(14)에는 이씨유(ECU)블록(48)의 모서리에 형성된 구멍을 통하여 나사 또는 볼트가 삽입되어 체결됨으로써, 펌프하우징(10)의 일 측면에 이씨유블록(48)이 설치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 펌프하우징 제조방법은, ABS용 펌프하우징(10)을 제조하는 데 있어 연주주조를 이용하여 펌프하우징(10)을 제조하므로, 압출공정 삭제로 인한 제조원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 펌프하우징 제조방법은, 알루미늄 주조재의 적용이 가능하므로, 절삭 가공시 장(長)칩의 발생을 줄여 가공성을 개선할 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 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 알루미늄용탕 2 : 용탕공급부재
4 : 원소재 6 : 연속주조설비
10 : 펌프하우징 12 : 설치구멍
14 : 나사공 20 : 연주몰드
30 : 주형 40 : 가공물
42 : 인렛밸브 44 : 아웃렛밸브
46 : 모터 47 : 어큐뮬레이터
48 : 이씨유블록
S10 - S80 : 본 발명의 일 실시예 따른 차량용 펌프하우징 제조단계들

Claims (9)

  1. 펌프하우징의 외형에 맞는 구멍을 갖는 연주몰드를 제작하는 제작단계;
    상기 연주몰드를 연속주조설비의 주형 출구 측에 배치하는 배치단계;
    상기 펌프하우징을 형성하기 위한 알루미늄 용탕을 용탕공급부재를 이용하여 상기 주형에 공급하는 용탕공급단계;
    상기 주형에 수용된 알루미늄 용탕을 중력방향으로 이동하고, 상기 연주몰드의 구멍을 통과하여 상기 펌프하우징용 원소재를 연속주조하는 연속주조단계;
    상기 원소재를 절단하여 상기 펌프하우징을 형성하는 절단단계; 및
    상기 펌프하우징을 가공기기를 이용하여 장착물이 설치되는 설치구멍과 외주면을 가공하는 하우징가공단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 펌프하우징 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 연주몰드에 형성된 구멍은 상기 펌프하우징의 실형상 단면 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 펌프하우징 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 알루미늄 용탕은 670 ~ 700℃의 온도범위를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 펌프하우징 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 펌프하우징용 원소재는 주조재(Casting Alloys)를 이용하여 연속주조하는 것을 특징으로 하는 차량용 펌프하우징 제조방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 펌프하우징용 원소재는 Si, Mg, Cu 중 적어도 어느 하나를 함유하는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 차량용 펌프하우징 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 연속주조단계 후에는, 상기 펌프하우징용 원소재의 강도를 높이기 위해 냉각하는 냉각단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 펌프하우징 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 절단단계 후에는, 상기 펌프하우징의 물성을 확보하기 위해 열처리하는 열치리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 펌프하우징 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서.
    상기 하우징가공단계에서, 상기 가공물은 인렛밸브, 아웃렛 밸브, 펌프, 모터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 펌프하우징 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징가공단계에서, 상기 펌프하우징에는 이씨유(ECU) 블록을 설치하기 위한 나사공을 포함한 홀 및 유로 가공하는 것을 특징으로 하는 차량용 펌프하우징 제조방법.
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