KR20170048796A - 스테빌라이저바 스트레스 피닝 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테빌라이저바 스트레스 피닝 공법에 관한 것으로, 그 목적은 스테빌라이저바에 비틀림 변형을 유도한 상태에서 스테빌라이저바에 쇼트볼을 분사하되, 비틀림 변형시 압축응력이 형성되는 부위를 제외한 나머지 부위에만 쇼트볼이 분사되도록 하여 쇼트피닝의 효과를 향상시킬 수 있도록 한 스테빌라이저바 스트레스 피닝 공법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 스테빌라이저바의 표면으로 쇼트볼을 분사하여 스테빌라이저바의 기계적 성질을 개선함에 있어서, 스테빌라이저바의 좌우 양단에 서로 다른 방향의 하중을 인가하여 스테빌라이저바를 시계방향으로 비틀림 변형시키고, 그 상태를 유지시키는 단계(S10); 상기 S10 단계에 의해 비틀림 변형된 스테빌라이저바를 향하여 쇼트볼을 분사하되, 압축응력이 형성된 부위를 제외한 나머지 부분에 쇼트볼을 분사하여 쇼트피닝을 실시하는 단계(S20); 상기 S20 단계 후, 스테빌라이저바의 좌우 양단에 서로 다른 방향의 하중을 인가하여 스테빌라이저바를 반시계방향으로 비틀림 변형시키고, 그 상태를 유지시키는 단계(S30); 및 상기 S30 단계에 의해 비틀림 변형된 스테빌라이저바를 향하여 쇼트볼을 분사하되, 압축응력이 형성된 부위를 제외한 나머지 부분에 쇼트볼을 분사하여 쇼트피닝을 실시하는 단계(S40);로 구성된 것을 특징으로 하는 스테빌라이저바 스트레스 피닝공법을 제공한다.

Description

스테빌라이저바 스트레스 피닝 공법{Stress shoot peening method for stabilizer bar}

본 발명은 스테빌라이저바 스트레스 피닝 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테빌라이저바의 비틀림 변형을 유도한 상태에서 스테빌라이저바에 쇼트볼을 분사하되, 비틀림 변형시 압축응력이 형성되는 부위를 제외한 나머지 부분에만 쇼트볼이 분사되도록 하여 쇼트피닝의 효과를 향상시킬 수 있도록 한 스테빌라이저바 스트레스 피닝 공법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 스테빌라이저바(Stabilizer bar)는 차체의 횡방향으로 연장되는 구조를 갖도록 차량 바닥에 장착되어 차량의 주행 중 좌/우측 현가장치의 상대적인 거동자세의 변화에 따라 발생되는 차체의 롤링을 자체적으로 갖고 있는 강성을 매개로 완화시킴으로서 자동차의 주행 안정성을 향상시키는 기능을 제공하게 된다.

위와 같은 기능을 제공하는 스테빌라이저바의 차량 설치를 위하여 스테빌라이저바의 몸체부에는 두 개의 부시가 상호 일정 간격 이격된 구조로 설치되고, 상기 두 부시의 외측에 각각 조립된 브래킷이 차체 프레임에 고정됨으로써 스테빌라이저바의 차량 장착이 이루어지게 되며, 스테빌라이저바의 양끝단에 형성된 아이부는 스트러트 또는 서스펜션 암과 결합되어 거동하게 된다.

이와 같이 설치된 스테빌라이저바는 자동차의 운행과정 중, 좌우 차륜이 서로 반대방향으로 거동하는 경우, 예컨대 자동차가 곡선차로를 주행함으로 인하여 한 쪽 차륜은 아래쪽으로 거동하고, 반대쪽 차륜은 위쪽으로 거동하는 경우, 스테빌라이저바에는 비틀림이 발생하게 되므로, 결국 자동차의 운행과정에서 스테빌라이저바는 비틀림 변형과 복원을 수시로 반복하게 된다.

이처럼 잦은 변형과 복원을 반복하는 스테빌라이저바를 제조함에 있어서, 스테빌라이저바의 표면에 쇼트볼을 충돌시켜 피로강도를 높이고 기계적 성질을 향상시키는 쇼트피닝공정을 거치게 된다.

한편, 종래에는 스테빌라이저바의 쇼트피닝을 실시함에 있어서, 스테빌라이저바를 거치대에 거치한 상태로 쇼트피닝실에 투입하여 스테빌라이저바의 표면에 대해 전체적으로 쇼트볼을 균일하게 분사되도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 스테빌라이저바 쇼트피닝 공법은 스테빌라이저바에 전체적으로 균일한 압축잔류응력을 발생시킬 수는 있지만, 스테빌라이저바의 비틀림 변형시 다른 부위에 비하여 변형의 폭이 큰 부분에 대한 집중적인 개선이 이루어지지 못함에 따라 기계적 성질 개선의 효과가 제한적인 문제점이 있다.

공개특허공보 10-2010-0129593 (2010.12.09.공개) 공개특허공보 10-2012-0063966 (2012.06.18.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 스테빌라이저바에 비틀림 변형을 유도한 상태에서 스테빌라이저바에 쇼트볼을 분사하되, 비틀림 변형시 압축응력이 형성되는 부위를 제외한 나머지 부위에만 쇼트볼이 분사되도록 하여 쇼트피닝의 효과를 향상시킬 수 있도록 한 스테빌라이저바 스트레스 피닝 공법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 스테빌라이저바의 표면으로 쇼트볼을 분사하여 스테빌라이저바의 기계적 성질을 개선함에 있어서, 스테빌라이저바의 좌우 양단에 서로 다른 방향의 하중을 인가하여 스테빌라이저바를 시계방향으로 비틀림 변형시키고, 그 상태를 유지시키는 단계(S10); 상기 S10 단계에 의해 비틀림 변형된 스테빌라이저바를 향하여 쇼트볼을 분사하되, 압축응력이 형성된 부위를 제외한 나머지 부분에 쇼트볼을 분사하여 쇼트피닝을 실시하는 단계(S20); 상기 S20 단계 후, 스테빌라이저바의 좌우 양단에 서로 다른 방향의 하중을 인가하여 스테빌라이저바를 반시계방향으로 비틀림 변형시키고, 그 상태를 유지시키는 단계(S30); 및 상기 S30 단계에 의해 비틀림 변형된 스테빌라이저바를 향하여 쇼트볼을 분사하되, 압축응력이 형성된 부위를 제외한 나머지 부분에 쇼트볼을 분사하여 쇼트피닝을 실시하는 단계(S40);로 구성된 것을 특징으로 하는 스테빌라이저바 스트레스 피닝공법을 제공한다.

한편 상기 스테빌라이저바 스트레스 피닝공법에 있어서, 상기 S20 단계 및 S40 단계는, 스테빌라이저바의 중앙 몸체부와 양측 암부의 경계영역에서 스테빌라이저바의 횡단면을 기준으로 압축응력이 형성되는 부위를 구분하게 된다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 스테빌라이저바의 비틀림 변형시 압축응력이 형성되는 부위를 제외한 나머지 부위에만 쇼트볼을 분사하여 쇼트피닝에 의한 기계적 성질의 개선폭을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1 내지 4는 본 발명에 따른 스트레스 피닝공법의 각 공정상태를 보인 예시도.

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 1 내지 4는 본 발명에 따른 스트레스 피닝공법의 각 공정상태를 보인 예시도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 스테빌라이저바 스트레스 피닝공법은 스테빌라이저바(10)에 변형을 유도하여 내부에 응력을 발생시킨 상태에서 쇼트피닝을 실시하는 스트레스 피닝공법으로써, 압축응력이 형성된 부위를 제외한 나머지 부분, 특히 인장응력이 형성되는 부위가 쇼트피닝될 수 있도록 함으로써 쇼트피닝 효과를 높일 수 있도록 한 것이다.

이러한 본 발명에 따른 스트레스 피닝공법은 스테빌라이저바(10)의 좌우 양단(10a,10b)에 서로 다른 방향의 하중을 인가하여 스테빌라이저바를 시계방향으로 비틀림 변형시키고, 그 상태를 유지시키는 단계(S10); 상기 S10 단계에 의해 비틀림 변형된 스테빌라이저바를 향하여 쇼트볼을 분사하되, 압축응력이 형성된 부위를 제외한 나머지 부분에 쇼트볼을 분사하여 쇼트피닝을 실시하는 단계(S20); 상기 S20 단계 후, 스테빌라이저바(10)의 좌우 양단(10a,10b)에 서로 다른 방향의 하중을 인가하여 스테빌라이저바를 반시계방향으로 비틀림 변형시키고, 그 상태를 유지시키는 단계(S30); 및 상기 S30 단계에 의해 비틀림 변형된 스테빌라이저바를 향하여 쇼트볼을 분사하되, 압축응력이 형성된 부위를 제외한 나머지 부분에 쇼트볼을 분사하여 쇼트피닝을 실시하는 단계(S40);로 구성된다.

상기 S10 단계는 스테빌라이저바의 1차 비틀림 변형을 유도하는 단계로써, 스테빌라이저바(10)의 좌우 양단(10a,10b)에 서로 다른 방향의 하중을 인가하여 스테빌라이저바를 시계방향으로 비틀림 변형시키고, 변형된 상태를 유지시키는 것으로 이루어지게 된다.

이와 같은 S10 단계는 스테빌라이저바를 고정하고, 스테빌라이저바의 양단에 실린더 또는 모터에서 발생되는 힘을 전달하여 스테빌라이저바의 비틀림 변형을 유도하는 기구를 쇼트피닝실의 내부에 설치하여 쇼트피닝실의 내부에서 스테빌라이저바의 변형과 유지 공정이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 스테빌라이저바의 고정기능과 비틀림 변형 기능을 갖는 별도의 거치대를 제작하여 거치대에 스테빌라이저바를 고정 및 변형시킨 상태로 거치대와 함께 쇼트피닝실에 투입하도록 할 수도 있다.

참고로, 도 1에는 스테빌라이저바의 좌우 양단에 서로 반대방향의 힘을 가하여 비틀림 변형시키는 상태가 도시되어 있다.

상기 S20 단계는 쇼트피닝실의 내부에 구비된 다수개의 분사노즐(20)을 이용하여 스테빌라이저바(10)를 향하여 쇼트볼을 분사하는 것으로 이루어지며, 구체적으로는, 비틀림 변형된 채로 고정된 스테빌라이저바로 쇼트볼을 분사하되, 비틀림 변형에 의해 압축응력이 형성된 부위를 제외한 나머지 부위에만 쇼트볼을 분사하게 된다.

참고로, 상기 압축응력이 형성된 부위의 기준은 스테빌라이저바의 횡단면을 기준으로 하며, 스테빌라이저바의 비틀림 변형시 몸체부와 좌우 양측 암부의 경계영역(S)에서 주로 비틀림 변형이 발생되는 점을 고려하여, 몸체부와 좌우 양측 암부의 경계영역(S)에서 횡단면에 형성되는 응력분포를 분석하여 압축응력이 형성되는 부위와 인장응력이 형성되는 부위를 구분하게 되며, 이와 같은 구분은 스테빌라이저바의 사양별 사전 실험이나 예측으로 통해 미리 결정된다.

한편, 도 1 내지 4에는 쇼트피닝실의 내부에 모두 10개의 분사노즐(10)이 중앙 몸체부의 내외측, 몸체부와 좌우 암부의 경계영역 내외측에 분산되게 설치된 구조가 도시되어 있으나, 분사노즐의 개수에 상관없이 스테빌라이저바의 몸체부와 암부의 표면으로 전체적으로 균일하게 쇼트볼을 분사하도록 다수개의 분사노즐이 분산되게 설치되며, 상기 경계영역(S)으로 쇼트볼을 분사하는 분사노즐(20)이 선택적으로 작동하면서 인장응력이 형성되는 부위로는 쇼트볼을 분사하고, 압축응력이 형성되는 부위로는 쇼트볼을 분사하지 않게 된다(도 2 참조).

상기 S30 단계는 S20 단계를 통해 1차 피닝작업이 이루어진 후, 시계방향으로 비틀림 변형된 스테빌라이저바의 양단에 반대되는 하중을 인가하여 스테빌라이저바의 역변형 즉, 반시계방향으로 비틀림 변형이 발생되도록 하고, 그 상태를 유지시키는 것으로 이루어지게 된다(도 3참조).

한편, 상기 S30 단계에 의해 스테빌라이저바가 반시계방향으로 비틀린 경우, 상기 S10 단계에서 압축응력이 형성되었던 부위에는 인장응력이 형성되고, 인장응력이 형성되었던 부위에는 압축응력이 형성된다.

상기 S40 단계는 S30 단계를 통해 비틀림 변형된 스테빌라이저바를 향하여 쇼트볼을 분사하되, 압축응력이 형성된 부위를 제외한 나머지 부분에 쇼트볼을 분사하는 것으로 이루어지게 된다(도 4 참조).

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 스트레스 피닝공법은 스테빌라이저바의 비틀림 변형부위에 쇼트볼을 분사함에 있어서, 압축응력이 형성되는 부위에는 쇼트볼을 분사하지 않고, 인장응력이 형성되는 부위에는 쇼트볼을 분사하는 방식으로, 스테빌라이저바의 주요 변형부위에서 조직의 내부에 특정한 응력조건이 형성되는 경우에만 쇼트피닝작업이 이루어지도록 하여 종래 일반적인 쇼트피닝공업 대비 압축잔력응력을 높여 스테빌라이저바의 내구수명을 향상시킬 수 있고, 스테빌라이저바의 고응력화로 인하여 제품 중량의 저감 효과를 기대할 수 있다.

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>
10: 스테빌라이저바
20: 분사노즐

Claims (2)

1. 스테빌라이저바의 표면으로 쇼트볼을 분사하여 스테빌라이저바의 기계적 성질을 개선함에 있어서,
   스테빌라이저바의 좌우 양단에 서로 다른 방향의 하중을 인가하여 스테빌라이저바를 시계방향으로 비틀림 변형시키고, 그 상태를 유지시키는 단계(S10);
   상기 S10 단계에 의해 비틀림 변형된 스테빌라이저바를 향하여 쇼트볼을 분사하되, 압축응력이 형성된 부위를 제외한 나머지 부분에 쇼트볼을 분사하여 쇼트피닝을 실시하는 단계(S20);
   상기 S20 단계 후, 스테빌라이저바의 좌우 양단에 서로 다른 방향의 하중을 인가하여 스테빌라이저바를 반시계방향으로 비틀림 변형시키고, 그 상태를 유지시키는 단계(S30); 및
   상기 S30 단계에 의해 비틀림 변형된 스테빌라이저바를 향하여 쇼트볼을 분사하되, 압축응력이 형성된 부위를 제외한 나머지 부분에 쇼트볼을 분사하여 쇼트피닝을 실시하는 단계(S40);로 구성된 것을 특징으로 하는 스테빌라이저바 스트레스 피닝 공법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 S20 단계 및 S40 단계는,
   스테빌라이저바의 중앙 몸체부와 양측 암부의 경계영역에서 스테빌라이저바의 횡단면을 기준으로 압축응력이 형성되는 부위를 구분하는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저바 스트레스 피닝 공법.

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