KR20200085425A - 차량용 토션바 성형 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토션바의 성형을 보다 쉽게 할 수 있는 차량용 토션바 성형 장치에 관한 것으로, 특히 파이프 소재가 금형의 정중앙에 위치시킬 수 있어 성형홈이 일측으로 치우쳐 형성되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 성형된 토션바를 금형으로부터 쉽게 분리할 수 있게 한 차량용 토션바 성형 장치에 관한 것이다.

Description

차량용 토션바 성형 장치{forming devices of torsion bar for cars}

본 발명은 차량용 토션바 성형 장치에 관한 것으로 상세하게는 성형된 토션바를 금형으로부터 쉽게 분리할 수 있게 한 차량용 토션바 성형 장치에 관한 것이다.

차량용 토션바(torsion bar)는 금속 막대를 이용하여 한쪽은 보디에, 반대쪽은 서스펜션에 연결되어 스프링 역할을 하는 막대이다.

이러한 토션바는 차량의 현가장치를 구성하는 구성품의 하나이고, 현가장치는 차축과 차체 사이를 연결시켜 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격 등을 적절히 감쇠시킴과 더불어, 차체의 손상과 탑승자의 승차감을 향상시킬 수 있도록 작용하는 것으로 중요한 차량 구성품 중의 하나이다.

토션바는 토션빔의 길이방향과 평행하게 토션빔의 내부에 설치되어 차량의 롤링시 롤강성과 비틀림을 억제하는 기능을 하는 것으로 다양한 형태로 만들어질 수 있으며, 이러한 토션바 또는 토션빔(이하, "토션바"라함)과 관련된 기술에는 특허문헌 1내지 4가 있다.

으나 그 중 하나는 파이프를 상부금형과 하부 금형 사이에 고정시킨 후 가압하여 일부를 성형하는 방법으로 만들어지고 있고, 이러한 토션바 제조 기술과 관련하여 특허문헌 1내지 3이 있다.

이러한 토션바를 제조하는 기술 또한 다양한 기술이 있으며 그 예로 특허문헌 4 내지 6이 있다.

특허문헌 4는 U자형의 속이 빈 개방고리 단면을 갖는 토션빔을 성형하는 방법에 있어서, 소정두께의 원형 단면 파이프를 하부금형의 중앙부의 상면에 놓고, 상부금형의 중앙에 위치한 상부펀치로 고정하는 단계, 측면금형을 하부펀치의 측면에 접촉시키고, 상부금형 본체와 상부펀치를 하강시켜 파이프를 타원형으로 성형하는 단계, 파이프의 양끝단을 피딩펀치로 밀봉하고, 피딩펀치의 중앙에 형성된 구멍을 통해 유체를 주입하여 파이프에 내압을 가하는 단계, 상부펀치를 하강시킴과 동시에 하부펀치를 상승시키는 단계를 포함하되, 상부펀치는 U자형 개방고리의 안쪽면의 U자형에 대응하는 U자형 볼록부를 가지며, 하부금형의 중앙부의 상면은 U자형 개방고리의 바깥면의 U자형 볼록부에 대응하는 오목부를 갖고, 하부펀치의 상부측면은 중앙부의 오목부와 연결되어 U자형 개방고리의 바깥면을 성형하도록 부분적인 U자형 오목부를 형성하는, U자형의 개방고리 단면을 갖는 토션빔을 성형하는 방법이고,

특허문헌 5는 상,하부금형과; 하부금형상에 고정 설치되고 그 내측에 하부금형의 길이방향을 따라 다이홈이 구비된 다이홀더와; 하부금형 및 다이홀더를 수직 관통하는 서브쿠션핀을 구비하고서 탄력적인 승하강 동작이 가능하도록 하부금형에 설치되는 서브쿠션플레이트와; 상부금형의 하강시 상, 하부금형 사이에 위치한 원통형 파이프의 양쪽 끝단을 토션빔의 타원형상 양끝단부로 가압 성형할 수 있도록 상,하부금형 및 다이홈에 구비되는 제1성형수단과; 상부금형의 하강시 제1성형수단과 함께 동작하면서 원통형 파이프의 양쪽 끝단을 제외한 나머지 구간을 가압하여 토션빔의 중간부 및 연결부로 성형할 수 있도록 상부금형 및 다이홈에 구비되는 제2성형수단을 포함하여 구성되는데; 제1성형수단은, 상부금형에 홀더스프링을 매개로 탄력적인 승하강 동작이 가능하도록 설치되는 한편 상부금형의 하강시 파이프의 양쪽 끝단 중 상측의 바깥 둘레면을 감싸면서 가압할 수 있도록 상부가압홈을 구비한 상부블랭킹홀더와; 다이홈의 양쪽 가장자리에 삽입되면서 서브쿠션핀상에 얹혀지도록 설치되는 한편 상부금형의 하강시 파이프의 양쪽 끝단 중 상부가압홈에 의해 감싸여지지 않는 하측의 바깥 둘레면을 감싸면서 가압할 수 있도록 하부가압홈을 구비한 하부블랭킹홀더와; 파이프와 평행한 방향으로 상부블랭킹홀더에 구비된 슬라이더복귀부재를 매개로 전진 및 후퇴동작을 할 수 있도록 설치되는 캠슬라이더와; 상부금형의 하강 및 승강시 캠슬라이더의 전진 및 후퇴이동을 안내할 수 있도록 캠슬라이더와 연결되면서 하부금형에 고정 설치되는 캠드라이브와; 캠드라이브의 선단에 분리 가능하도록 결합되는 한편 캠드라이브의 전진 동작시 파이프의 양끝단 속으로 삽입되면서 상,하부블랭킹홀더와 함께 파이프의 양쪽 끝단을 토션빔의 타원형상 양끝단부로 성형하는 캠코어;로 구성된 차량용 토션빔 성형장치이고,

특허문헌 6은 판재를 롤포밍 방식에 의해 가공하여, 높이방향으로 평행하게 형성되는 평판부와, 평판부의 양단부에 구비되는 라운드부를 포함하고, 인장강도 980MPa급 이상의 강재로 구비되는 평판형 튜브를 준비하는 소재준비공정; 평판형 튜브를 프리포밍 금형을 이용하여 예비성형체로 성형하는 프리포밍 공정; 및 예비성형체를 하이드로포밍 금형에 안착시키고, 액압을 가하여 토션빔의 최종적인 형상으로 성형하는 하이드로포밍 공정;을 포함하고, 프리포밍 공정은, 지지금형에 평판형 튜브를 배치하는 단계; 평판형 튜브의 양단부로 사이드펀치를 삽입시키는 단계; 및 사이드펀치가 삽입된 상태에서, 성형펀치를 이동시켜 평판형 튜브를 가압하여, 평판형 튜브의 길이보다 짧은 길이를 가지는 V자형 성형홈을 가지는 예비성형체로 성형하는 단계;를 포함하고, 토션빔은, V자형 성형홈을 구비하는 빔본체부와, 빔본체부의 양단부에 구비되고 트레일링암과의 결합부분을 제공하는 결합단부를 포함하고, 빔본체부는, V형 단면부와, V형 단면부의 양단에 구비되는 물방울형상 단면부를 구비하는 초고강도 토션빔의 제조방법이다.

이와 같이 다양한 토션바 제조 기술이 개발되고 있고, 이러한 기술들 중에는 상하 금형 사이에 파이프 형태의 소재를 안치시킨 후 상하 금형을 작동시켜 파이프 소재를 고정하고 펀치로 펀칭하여 성형홈을 형성하는 기술이 있다.

이러한 토션바 성형 기술을 이용할 때 하부금형에 안치된 파이프소재를 성형한 수 금형으로부터 분리하여야 하는 데 성형된 토션바가 하부 금형의 내부에 끼인 상태가 됨에 따라 성형된 토션바를 금형으로부터 분리하는 데 어려움이 있어 작업성이 떨어지는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1383725호 대한민국 등록특허 제10-0902837호 대한민국 등록특허 제10-0958981호 대한민국 등록특허 제10-0591261호 대한민국 등록특허 제10-0848667호 대한민국 등록특허 제10-1657834호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 토션바의 성형을 보다 쉽게 할 수 있는 차량용 토션바 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히 본 발명은 파이프 소재가 금형의 정중앙에 위치시킬 수 있어 성형홈이 일측으로 치우쳐 형성되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 성형된 토션바를 금형으로부터 쉽게 분리할 수 있게 한 차량용 토션바 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 토션바 성형 장치는 하부지지대에 의해 지지되는 하부금형과, 상부지지대에 승강 가능하게 설치된 상부금형을 포함하는 차량용 토션바 성형 장치에 있어서, 상기 하부금형은 하부지지대에 고정되고 상부면에 성형홈이 형성된 하부고정금형과, 상기 하부고정금형의 양측에 각각 설치되어 상기 하부고정금형 측으로 수평이동하고, 상하로 승강되는 하부승강금형으로 이루어지고, 상기 상부금형은 저면 중앙에 상기 하부금형에 형성된 성형홈에 대응되는 부분에 성형돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 하부승강금형은 상기 하부고정금형의 양단에 각각 설치되는 단부금형과 하부고정금형의 중간에 설치되는 중간금형으로 이루어지고, 상기 단부금형은 바깥쪽을 향한 상단에 경사면이 형성된 수평이동체의 안쪽 단부에 일체로 설치되고, 상기 상부금형의 저면 일측에는 상기 수평이동체의 경사면과 대응되는 경사면이 형성된 수평푸셔를 구비하여 상부금형이 하강하면 수평푸셔의 경사면이 수평이동체의 경사면을 밀어 수평이동체가 하부고정금형 측으로 밀려 이동되게 하는 것이 바람직하다.

상기 수평이동체의 하부에는 승강이동체가 더 설치되고, 상기 승강이동체의 상부에는 상기 수평이동체가 일정한 방향으로 이동되게 안내하는 가이드레일과, 하부고정금형으로 이동한 수평이동체를 원상태로 복귀시키는 수평복귀실린더를 구비하고 있으며, 상기 상부금형의 일측 저면에는 상부금형이 하강할 때 상기 승강이동체를 눌러 하강시키는 하나 이상의 수직푸셔가 설치되고, 상기 승강이동체의 하부에는 하강한 승강이동체를 밀어올려 원위치로 복귀시키는 수직복귀실린더를 구비할 수 있다.

상기 하부승강금형은 소재 투입시 높이가 하부고정금형의 높이보다 높고, 상부금형이 하강하여 소재를 가압할 때 하부고정금형과 같은 높이를 유지하고, 성형 후 상부금형이 상승하고 수직복귀실린더에 의해 상승하면 다시 하부고정금형의 높이보다 높은 위치로 이동되게 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차량용 토션바 성형 장치는 하부금형 위에 올려진 소재를 수평으로 이동하는 수평이동체를 이용하여 금형의 중앙에 정렬한 후 성형작업이 이루어짐에 따라 정확한 부분에 원하는 모양이 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 하부금형의 일부를 승강시킬 수 있도록 구성하여 소재 또는 완성품을 금형으로부터 쉽게 분리할 수 있어 완성품을 금형으로부터 쉽게 분리할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 토션바 성형 장치의 일예의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 차량용 토션바 성형 장치의 일예의 분해사시도
도 3은 본 발명에 따른 차량용 토션바 성형 장치를 구성하는 하부금형의 사시도
도 4는 본 발명에 따른 차량용 토션바 성형 장치를 구성하는 하부금형의 분해사시도
도 5는 본 발명에 따른 차량용 토션바 성형 장치를 구성하는 상부금형의 저면사시도

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명을 통해 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 소재의 정렬과 완성품의 분리배출을 용이하게 할 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 토션바 성형 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 하부지지대(10)에 의해 지지되는 하부금형(20)과, 상부지지대(40)에 승강 가능하게 설치된 상부금형(30)을 포함하고, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 하부금형(20)은 하부지지대에 고정되고 상부면에 성형홈이 형성된 하부고정금형(21)과, 상기 하부고정금형의 양측에 각각 설치되어 상기 하부고정금형 측으로 수평이동하고, 상하로 승강되는 하부승강금형(22)으로 이루어진다.

또한 상기 상부금형(30)은 도 5에 도시한 바와 같이, 저면 중앙에 상기 하부금형에 형성된 성형홈에 대응되는 부분에 성형돌기(30d)가 형성되어 있다.

상기 하부금형(20)은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 하부지지대(10)의 상부에 설치되어 있고, 하부지지대에 고정 설치된 하부고정금형(21)과, 상기 하부고정금형의 일측에 설치된 하부승강금형(22)으로 이루어진다.

상기 하부승강금형(22)을 승강 가능하게 설치함에 따라 소재를 공급할 때에는 하부금형으로부터 이격된 부분에서 소재를 공급할 수 있어 소재공급을 용이하게 할 수 있고, 성형시에는 하부승강금형이 하강하여 하부고정금형과 정렬된 상태에서 성형이 이루어짐에 따라 정확한 성형이 이루어질 수 있으며, 성형이 종료된 후에는 다시 하부승강금형을 상승시켜 완성품이 하부금형으로부터 상승함에 따라 완성품을 보다 쉽게 성형장치로부터 분리할 수 있다.

상기 하부승강금형(22)은 상기 하부고정금형의 양단에 각각 설치되는 단부금형(221)과 하부고정금형의 중간에 설치되는 중간금형(222)으로 이루어진다.

상기 단부금형(221)은 토션바의 단부를 성형하기 위한 부분이고, 상기 중간금형(222)은 토션바의 중간 부분을 성형하기 위한 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이 단부금형(221)은 하부고정금형의 양단에 각각 대응되어 정렬되고, 중간금형(222)은 하부고정금형의 중간에 형성된 공간에 대응되게 정렬된다.

또한, 상기 단부금형(221)은 토션바의 단부를 성형하는 기능만을 하는 것이 아니라, 토션바 소재인 파이프를 하부금형의 정중앙에 위치하도록 정렬시키는 기능을 한다.

이를 위해 상기 단부금형(221)은 바깥쪽을 향한 상단에 경사면(221s)이 형성된 수평이동체(221h)의 안쪽 단부에 일체로 설치되고, 수평이동체를 하부고정금형 측으로 수평 이동시키기 위한 이동수단을 더 구비하였다.

상기 단부금형이 설치된 수평이동체(221h)를 수평 이동시키는 수단은 상기 수평이동체의 경사면(221s)과 대응되는 경사면(32s)이 형성되고, 상기 상부금형의 일측에 설치된 수평푸셔(32)로 이루어져, 상부금형이 하강하면 수평푸셔가 하강하고 수평푸셔의 하강시 수평푸셔의 경사면(32s)이 수평이동체의 경사면(221s)을 밀어 수평이동체가 하부고정금형 측으로 이동하면서 소재의 당부를 밀어 소재가 하부고정금형의 중앙으로 이동한다.

또한, 상기한 바와 같이 수평이동체는 상하로 승강할 수 있게 구성되어 있으며, 이를 위해 수평이동체(221h)의 하부에는 승강이동체(221v)가 더 설치되어 있다.

상기 승강이동체(221v)는 상기 수평이동체를 승강 가능하게 지지하는 수단으로, 그 상부면에는 상기 수평이동체가 일정한 방향으로 이동되게 안내하는 가이드레일(221r)이 설치되어 있고, 하부고정금형측으로 이동한 수평이동체를 원상태로 복귀시키는 수평복귀실린더(221a)를 구비하고 있다.

또한, 상기 상부금형의 일측 저면에는 상부금형이 하강할 때 상기 승강이동체를 눌러 하강시키는 하나이상의 수직푸셔(31)가 설치되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이 상기 수직푸셔는 다수가 설치되어 있어 두 개의 승강이동체를 고르게 가압할 수 있게 하였다.

또한, 상기 승강이동체 하부의 하부지지대 상부에는 하강한 승강이동체를 밀어올려 원위치로 복귀시키는 수직복귀실린더(221b)를 구비하고 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 토션바 성형 장치는 파이프 소재의 투입과 완성품의 출입을 용이하게 할 수 있게 한 것으로, 소재를 공급할 때와, 완성된 토션바가 성형이 완료된 후에는 하부고정금형으로부터 이격된 상태를 유지하여야 하며, 이를 위해 상기 하부승강금형은 소재 투입시 높이가 하부고정금형의 높이보다 높고, 상부금형이 하강하여 소재를 가압할 때 하부고정금형과 같은 높이를 유지하고, 성형 후 상부금형이 상승하고 수직복귀실린더에 의해 상승하면 다시 하부고정금형의 높이보다 높은 위치로 이동되게 구성되어 있다.

10: 하부지지대 10e: 승강가이드바
20: 하부금형 20g: 형성홈
21: 하부고정금형
22: 하부승강금형
221: 단부금형 221h: 수평이동체 221s: 경사면
221v: 승강이동체 221a: 수평복귀실린더
221b: 수직복귀실린더 221r: 가이드레일
222: 중간금형
30: 상부금형 30d: 성형돌기 30e: 승강가이드
30r:복귀실린더
31: 수직푸셔
32: 수평푸셔 32s: 경사면
40: 상부지지대

Claims (4)

1. 하부지지대(10)에 의해 지지되는 하부금형(20)과, 상부지지대(40)에 승강 가능하게 설치된 상부금형(30)을 포함하는 차량용 토션바 성형 장치에 있어서,
   상기 하부금형(20)은 하부지지대에 고정되고 상부면에 성형홈이 형성된 하부고정금형(21)과, 상기 하부고정금형의 양측에 각각 설치되어 상기 하부고정금형 측으로 수평이동하고, 상하로 승강되는 하부승강금형(22)으로 이루어지고,
   상기 상부금형(30)은 저면 중앙에 상기 하부금형에 형성된 성형홈에 대응되는 부분에 성형돌기(30d)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 토션바 성형 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부승강금형(22)은 상기 하부고정금형의 양단에 각각 설치되는 단부금형(221)과 하부고정금형의 중간에 설치되는 중간금형(222)으로 이루어지고,
   상기 단부금형(221)은 바깥쪽을 향한 상단에 경사면(221s)이 형성된 수평이동체(221h)의 안쪽 단부에 일체로 설치되고,
   상기 상부금형의 저면 일측에는 상기 수평이동체의 경사면과 대응되는 경사면(32s)이 형성된 수평푸셔(32)를 구비하여 상부금형이 하강하면 수평푸셔의 경사면이 수평이동체의 경사면을 밀어 수평이동체가 하부고정금형 측으로 밀려 이동되게 한 것을 특징으로 하는 차량용 토션바 성형 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 수평이동체(221h)의 하부에는 승강이동체(221v)가 더 설치되고, 상기 승강이동체의 상부면에는 상기 수평이동체가 일정한 방향으로 이동되게 안내하는 가이드레일(221r)과, 하부고정금형으로 이동한 수평이동체를 원상태로 복귀시키는 수평복귀실린더(221a)를 구비하고 있으며,
   상기 상부금형의 일측 저면에는 상부금형이 하강할 때 상기 승강이동체를 눌러 하강시키는 하나이상의 수직푸셔(31)가 설치되고,
   상기 승강이동체의 하부에는 하강한 승강이동체를 밀어올려 원위치로 복귀시키는 수직복귀실린더(221b)를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 토션바 성형 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 하부승강금형은 소재 투입시 높이가 하부고정금형의 높이보다 높고, 상부금형이 하강하여 소재를 가압할 때 하부고정금형과 같은 높이를 유지하고, 성형 후 상부금형이 상승하고 수직복귀실린더에 의해 상승하면 다시 하부고정금형의 높이보다 높은 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 차량용 토션바 성형 장치.

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