KR20220073284A - Method of manufacturing a torsion beam for a vehicle suspension and torsion beam for a vehicle suspension - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토션 빔 취약 부위의 강도를 보강하면서 경량화를 동시에 달성 가능한 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법 및 차량용 현가장치의 토션 빔에 관한 것으로서, 제 1 두께를 가지는 제 1 강판이 감긴 제 1 코일의 양측에 상기 제 1 두께 보다 두꺼운 제 2 두께를 가지는 제 2 강판이 감긴 제 2 코일을 배치하는 코일 준비 단계와, 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일을 언코일링하여 상기 제 1 강판의 양측에 상기 제 2 강판이 배치되도록 한 후, 상기 제 1 강판과 상기 제 2 강판의 경계 부분을 길이 방향을 따라 용접하여 용접 강판을 형성하는 용접 단계와, 상기 용접 강판을 소정의 길이로 절단하는 절단 단계와, 절단된 상기 용접 강판을 롤포밍(Roll forming) 가공하여, 상기 제 1 두께의 원형 폐단면을 가지는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분의 양측에 형성되어 상기 제 2 두께의 원형 폐단면을 가지는 제 2 부분으로 형성되는 조관 파이프를 형성하는 조관 단계와, 상기 조관 파이프를 하이드로 포밍(Hydro forming) 가공하여, 상기 조관 파이프의 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분 보다 큰 지름으로 형성될 수 있도록 상기 제 2 부분을 확관하는 확관 단계 및 상기 조관 파이프의 적어도 일부분을 가압 성형하여 "V"자 형 또는 "U"자 형의 폐단면을 가지는 토션 빔을 성형하는 빔 성형 단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a torsion beam for a vehicle suspension capable of simultaneously achieving weight reduction while reinforcing the strength of a torsion beam weak region, and a torsion beam of a vehicle suspension, comprising a first coil wound with a first steel plate having a first thickness. A coil preparation step of arranging a second coil wound on both sides of a second steel plate having a second thickness thicker than the first thickness, and uncoiling the first coil and the second coil on both sides of the first steel plate A welding step of forming a welded steel plate by welding a boundary portion between the first steel plate and the second steel plate in a longitudinal direction after disposing the second steel plate, and a cutting step of cutting the welded steel plate to a predetermined length And, by roll forming the cut welded steel sheet, a first part having a circular closed cross-section of the first thickness and formed on both sides of the first part to have a circular closed cross-section of the second thickness A pipe making step of forming a pipe making pipe formed of a second part, and hydroforming the pipe pipe pipe, so that the second part of the pipe pipe can be formed with a larger diameter than the first part. It may include a pipe expansion step of expanding the second part and a beam forming step of forming a torsion beam having a closed cross-section of a “V” or “U” shape by press-molding at least a portion of the pipe making pipe.
Description
본 발명은 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법 및 차량용 현가장치의 토션 빔에 관한 것으로서, 더 상세하게는 토션 빔 취약 부위의 강도를 보강하면서 경량화를 동시에 달성 가능한 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법 및 차량용 현가장치의 토션 빔에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension and to a torsion beam for a vehicle suspension, and more particularly, to a method for manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension capable of simultaneously achieving weight reduction while reinforcing the strength of a weak region of the torsion beam, and for vehicle It relates to the torsion beam of the suspension.
승용 자동차의 현가장치는 차체, 파워트레인, 구동부품 및 휠을 연결하는 차량운행의 필수 부품이다. 이러한, 현가장치는, 전륜 및 후륜으로 나뉘는데 후륜 현가장치에는 멀티링크 형식에 비해 부품수가 적고 구조가 단순하여 제조 원가에 유리한 토션빔 엑슬(CTBA, Coupled Torsion Beam Axle)이 소형 및 준중형 차량을 중심으로 많이 채택되고 있다.The suspension of a passenger car is an essential part of vehicle operation that connects the body, powertrain, driving parts and wheels. Such a suspension is divided into a front wheel and a rear wheel. The rear suspension has fewer parts compared to the multi-link type and has a simple structure, so the torsion beam axle (CTBA), which is advantageous in manufacturing cost, is mainly used for small and semi-medium vehicles. has been widely adopted.
일반적으로, 토션빔 엑슬의 구성에는 바퀴 및 차체와 연결할 수 있는 트레일링암(Trailing Arm)과 좌/우 트레일링암의 센터부를 연결하여 가로지르는 토션 빔(Torsion Beam)으로 구성된다. 이러한, 토션 빔은, 차량 주행 중 발생하는 휠의 움직임을 토션 작용을 통해 바퀴의 자세 제어를 하는 중요한 부품이며, 토션 빔의 제조 방법 및 단면 형상에 따라 크게 V빔과 토션바의 조합 및 튜블러빔 타입 2가지로 분류될 수 있는데, V빔과 토션바의 조합은 비틀림 저항이 뛰어난 반면 부품 무게 증가로 최근에는 차량 경량화 등의 이유로 사양되는 추세에 있고, 차량 경량화를 극대화할 수 있는 튜블러빔 타입이 주로 사용되고 있다.In general, the configuration of the torsion beam axle is composed of a trailing arm that can be connected to a wheel and a vehicle body, and a torsion beam that crosses by connecting the center of the left/right trailing arm. Such a torsion beam is an important part that controls the attitude of the wheel through the torsion action of the movement of the wheel that occurs during vehicle driving. It can be classified into two types of beam types. While the combination of V-beam and torsion bar has excellent torsional resistance, due to the increase in weight of parts, it is recently trending to be specified for reasons such as vehicle weight reduction, and tubular beam that can maximize vehicle weight reduction. type is mainly used.
그러나, 이러한 종래의 튜블러빔 타입의 토션 빔은, 차량 경량화에는 유리하나 구조상 비틀림 저항이 낮은 문제로, 토션 빔의 중간부를 기준으로 비틀림 모멘트가 발생하는 트레일링암이 부착되는 빔의 측면부에 크랙이 쉽게 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 이와 같은 문제점을 해소하고 내구 수명 확보를 위해 토션 빔의 소재 강도 및 두께 등을 보강하면 부품의 무게 증가로 인해 차량 경량화 효과를 가질 수 없는 문제점이 있었다.However, this conventional torsion beam of the tubular beam type is advantageous for vehicle weight reduction, but has a low torsional resistance in its structure. There was a problem that occurred easily. In addition, if the material strength and thickness of the torsion beam are reinforced in order to solve these problems and secure a durable life, there is a problem in that the weight of the vehicle cannot be reduced due to an increase in the weight of the parts.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 토션 빔 취약 부위의 강도를 보강하면서 경량화를 동시에 달성 가능한 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법 및 차량용 현가장치의 토션 빔을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve various problems including the above problems, and to provide a method of manufacturing a torsion beam for a vehicle suspension capable of simultaneously achieving weight reduction while reinforcing the strength of a torsion beam weak region, and a torsion beam of a vehicle suspension aim to However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법이 제공된다. 상기 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법은, 제 1 두께를 가지는 제 1 강판이 감긴 제 1 코일의 양측에 상기 제 1 두께 보다 두꺼운 제 2 두께를 가지는 제 2 강판이 감긴 제 2 코일을 배치하는 코일 준비 단계; 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일을 언코일링하여 상기 제 1 강판의 양측에 상기 제 2 강판이 배치되도록한 후, 상기 제 1 강판과 상기 제 2 강판의 경계 부분을 길이 방향을 따라 용접하여 용접 강판을 형성하는 용접 단계; 상기 용접 강판을 소정의 길이로 절단하는 절단 단계; 절단된 상기 용접 강판을 롤포밍(Roll forming) 가공하여, 상기 제 1 두께의 원형 폐단면을 가지는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분의 양측에 형성되어 상기 제 2 두께의 원형 폐단면을 가지는 제 2 부분으로 형성되는 조관 파이프를 형성하는 조관 단계; 상기 조관 파이프를 하이드로 포밍(Hydro forming) 가공하여, 상기 조관 파이프의 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분 보다 큰 지름으로 형성될 수 있도록 상기 제 2 부분을 확관하는 확관 단계; 및 상기 조관 파이프의 적어도 일부분을 가압 성형하여 "V"자 형 또는 "U"자 형의 폐단면을 가지는 토션 빔을 성형하는 빔 성형 단계;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a torsion beam of a suspension for a vehicle. In the method for manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension, a coil in which a second coil having a second thickness thicker than the first thickness is wound on both sides of a first coil wound around a first steel sheet having a first thickness preparatory stage; After uncoiling the first coil and the second coil so that the second steel plate is disposed on both sides of the first steel plate, the boundary portion between the first steel plate and the second steel plate is welded along the longitudinal direction. A welding step of forming a welded steel sheet; a cutting step of cutting the welded steel sheet to a predetermined length; By roll forming the cut welded steel sheet, a first portion having a circular closed cross-section of the first thickness and a second portion formed on both sides of the first portion and having a circular closed cross-section of the second thickness A pipe making step of forming a pipe making pipe that is formed in parts; An expansion step of expanding the second part by processing the pipe pipe by hydroforming, so that the second part of the pipe pipe has a larger diameter than the first part; and a beam forming step of forming a torsion beam having a closed cross-section of a “V” or “U” shape by press-molding at least a portion of the pipe making pipe.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 코일 준비 단계에서, 상기 제 1 강판의 상기 제 1 두께와 상기 제 2 강판의 상기 제 2 두께는, 0.2mm 이상의 차이를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the coil preparation step, the first thickness of the first steel plate and the second thickness of the second steel plate may have a difference of 0.2 mm or more.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 조관 단계에서, 상기 조관 파이프의 상기 제 1 두께를 가지는 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 두께를 가지는 상기 제 2 부분은 제 1 지름의 외경을 가지도록 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the pipe making step, the first part having the first thickness and the second part having the second thickness of the pipe making pipe are formed to have an outer diameter of a first diameter. can
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 확관 단계에서, 상기 조관 파이프의 상기 제 2 부분은, 상기 제 2 두께 보다 얇은 제 3 두께로 두께가 얇아지고, 상기 제 1 지름 보다 큰 제 2 지름으로 외경이 확관될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the pipe expansion step, the second portion of the pipe making pipe is thinner to a third thickness that is thinner than the second thickness, and an outer diameter to a second diameter larger than the first diameter This can be expanded.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 2 지름은 상기 제 1 지름 보다 10mm 이상 큰 지름으로 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second diameter may be formed to be 10 mm or more larger than the first diameter.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 확관 단계에서, 확관된 상기 조관 파이프의 상기 제 2 부분의 상기 제 3 두께는, 상기 제 1 부분의 상기 제 1 두께와 같거나 더 두껍고, 확관 전 상기 제 2 부분의 상기 제 2 두께 보다 얇을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the expansion step, the third thickness of the second part of the expanded pipe making pipe is the same as or thicker than the first thickness of the first part, and the first thickness before expansion It may be thinner than the second thickness of the second part.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 빔 성형 단계에서, 상기 토션 빔의 상기 제 2 부분의 폐단면의 단면적은, 상기 제 1 부분의 폐단면의 단면적 보다 큰 면적으로 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the beam forming step, the cross-sectional area of the closed cross-section of the second part of the torsion beam may be formed to have a larger area than the cross-sectional area of the closed cross-section of the first part.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용접 단계에서, 상기 제 1 강판과 상기 제 2 강판은 저입열 레이저 용접 공정으로 용접될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the welding step, the first steel sheet and the second steel sheet may be welded by a low heat input laser welding process.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용접 단계에서, 상기 제 1 강판과 상기 제 2 강판을 용접하는 용접 장치는, 상기 제 1 강판 및 상기 제 2 강판의 상면과 수직하게 형성되는 제 1 레이저 용접기; 및 상기 제 1 강판 및 상기 제 2 강판의 상면을 기준으로 소정 각도로 경사지게 형성되는 제 2 레이저 용접기;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the welding step, the welding device for welding the first steel sheet and the second steel sheet is a first laser welding machine formed perpendicular to upper surfaces of the first steel sheet and the second steel sheet. ; and a second laser welding machine inclined at a predetermined angle with respect to the upper surfaces of the first and second steel plates.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용접 단계에서, 상기 제 1 레이저 용접기의 레이저 빔과 상기 제 2 레이저 용접기의 레이저 빔은, 소정의 간격으로 이격되게 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the welding step, the laser beam of the first laser welding machine and the laser beam of the second laser welding machine may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined interval.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용접 단계에서, 상기 제 1 강판의 접합면과 상기 제 2 강판의 접합면은, 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the welding step, the joint surface of the first steel plate and the joint surface of the second steel plate may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 차량용 현가장치의 토션 빔이 제공된다. 상기 차량용 현가장치의 토션 빔은, 상기 제 1 두께로 형성되고, 제 1 면적의 폐단면을 가지는 상기 제 1 부분; 및 상기 제 1 두께와 같거나 더 두꺼운 상기 제 3 두께로 형성되고, 상기 제 1 면적 보다 큰 제 2 면적의 폐단면을 가지는 상기 제 2 부분;을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a torsion beam of a suspension for a vehicle is provided. The torsion beam of the vehicle suspension may include: the first portion formed to the first thickness and having a closed cross-section of a first area; and the second portion formed to have the third thickness equal to or greater than the first thickness and having a closed cross-section having a second area greater than the first area.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 서로 다른 두께를 가지는 강판을 연속적으로 레이저 용접하여 제조된 용접 강판으로 조관 파이프를 형성하고, 하이드로 포밍을 통해 조관 파이프의 두께가 두꺼운 부분을 확관한 후, 가압 성형을 통해 토션 빔을 제조함으로써, 비틀림 모멘트가 발생하는 트레일링암이 부착되는 빔의 측면부는 넓은 면적의 폐단면을 가지고 상대적으로 비틀림 모멘트가 적게 발생하는 중간부는 측면부에 비해 작은 면적의 폐단면을 가지는 토션 빔을 제조할 수 있다.According to an embodiment of the present invention made as described above, a pipe making pipe is formed from a welded steel sheet manufactured by continuously laser welding steel sheets having different thicknesses, and a thick portion of the pipe pipe pipe is confirmed through hydroforming. Then, by manufacturing the torsion beam through pressure forming, the side part of the beam to which the trailing arm that generates torsional moment is attached has a closed cross-section with a large area, and the middle part with relatively little torsion moment has a small area compared to the side part. A torsion beam having a closed cross-section can be manufactured.
이에 따라, 토션 빔의 내구 취약부의 강도 보강을 통한 부품 내구 수명을 향상시키면서 경량화를 동시에 이룰 수 있는 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법 및 차량용 현가장치의 토션 빔을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Accordingly, it is possible to implement a method for manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension and a torsion beam of a vehicle suspension that can simultaneously achieve weight reduction while improving the durability life of parts through strength reinforcement of the durable weak part of the torsion beam. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법을 순서대로 나타내는 공정 순서도이다.
도 2 내지 도 9는 도 1의 공정 순서도에 따른 차량용 현가장치의 토션 빔의 각 제조 공정을 개략적으로 나타내는 단면도들이다.1 is a process flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension according to an embodiment of the present invention.
2 to 9 are cross-sectional views schematically illustrating each manufacturing process of a torsion beam of a vehicle suspension according to the process flowchart of FIG. 1 .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, several preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.Examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to an Example. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In addition, in the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically illustrating ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the illustrated shape can be envisaged, for example depending on manufacturing technology and/or tolerances. Accordingly, embodiments of the spirit of the present invention should not be construed as limited to the specific shape of the region shown in the present specification, but should include, for example, changes in shape caused by manufacturing.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법을 순서대로 나타내는 공정 순서도이고, 도 2 내지 도 9는 도 1의 공정 순서도에 따른 차량용 현가장치의 토션 빔(100)의 각 제조 공정을 개략적으로 나타내는 단면도들이다.1 is a process flowchart sequentially illustrating a method for manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 9 are a
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법은, 크게, 코일 준비 단계(S10)와, 용접 단계(S20)와, 절단 단계(S30)와, 조관 단계(S40)와, 확관 단계(S50) 및 빔 성형 단계(S60)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIG. 1 , the method for manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension according to an embodiment of the present invention is largely a coil preparation step (S10), a welding step (S20), and a cutting step (S30). And, it may include a pipe forming step (S40), a tube expansion step (S50), and a beam forming step (S60).
도 2에 도시된 바와 같이, 코일 준비 단계(S10)에서, 제 1 두께(t1)를 가지는 제 1 강판(10)이 감긴 제 1 코일(C1)의 양측에 제 1 두께(t1) 보다 두꺼운 제 2 두께(t2)를 가지는 제 2 강판(20)이 감긴 제 2 코일(C2)을 배치할 수 있다.As shown in FIG. 2 , in the coil preparation step S10 , the
예컨대, 후술될 확관 단계(S50)에서 토션 빔의 내구 취약부의 폐단면의 단면적 증가를 통한 부품 내구 수명 향상과 경량화를 동시에 이룰 수 있도록, 코일 준비 단계(S10)에서, 제 1 강판(10)의 제 1 두께(t1)와 확관될 부분인 제 2 강판(20)의 제 2 두께(t2)는, 최소 0.2mm 이상의 차이를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 이러한, 강판(10, 20)은, 초고장력 강판이 사용될 수 있으며, 예컨대, 780Mpa의 강도를 가질 수 있다.For example, in the coil preparation step (S10), in the coil preparation step (S10), in order to simultaneously achieve the improvement of component durability and weight reduction through the increase of the cross-sectional area of the closed section of the durable weak part of the torsion beam in the expansion step (S50) to be described later. It may be preferable that the first thickness t1 and the second thickness t2 of the
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 용접 단계(S20)에서, 제 1 코일(C1) 및 제 2 코일(C2)을 언코일링하여 제 1 강판(10)의 양측에 제 2 강판(20)이 배치되도록 한 후, 제 1 강판(10)과 제 2 강판(20)의 경계 부분을 길이 방향을 따라 용접할 수 있다. 이때, 제 1 강판(10)의 폭(W1)과 제 1 강판(10)의 양측에 배치되는 제 2 강판(20)의 폭(W2)은 동일한 것을 기본으로 하나, 반드시 이에 국한되지 않고, 토션 빔의 필요한 강도 보강 부위나 경량화 목표에 따라 다양하게 설정될 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 3 , in the welding step S20 , the first coil C1 and the second coil C2 are uncoiled to both sides of the
예컨대, 도 3의 절취선 A-A를 따라 취한 부분 횡단면을 도시하는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 용접 단계(S20)에서 제 1 강판(10)과 제 2 강판(20)은, 초고장력강판 용접성 확보에 유리한 저입열 레이저 용접 공정으로 용접될 수 있다. 이와 같이, 제 1 강판(10)과 제 2 강판(20)이 레이저 용접기를 이용한 저입열 용접으로 접합됨으로써, 용접 시 입열량을 최소화할 수 있어 용접부의 저온인성을 향상시키고, 균열을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.For example, as shown in FIGS. 4 and 5 showing partial cross-sections taken along the perforated line A-A of FIG. 3 , the
더욱 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 용접 단계(S20)에서, 제 1 강판(10)과 제 2 강판(20)을 용접하는 용접 장치는, 제 1 강판(10) 및 제 2 강판(20)의 상면과 수직하게 형성되는 제 1 레이저 용접기(R1) 및 제 1 강판(10) 및 제 2 강판(20)의 상면을 기준으로 소정 각도(a1)로 경사지게 형성되는 제 2 레이저 용접기(R2)를 포함하는 듀얼 레이저 용접기일 수 있다.More specifically, as shown in Figure 4, in the welding step (S20), the welding apparatus for welding the
이때, 제 2 레이저 용접기(R2)는 제 1 강판(10) 및 제 2 강판(20)의 상면을 기준으로 35도 내지 45도의 소정 각도(a1)로 경사지게 형성되는 것이 바람직할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 40도의 소정 각도(a1)로 경사지게 형성되는 것이 가장 바람직할 수 있다.At this time, it may be preferable that the second laser welding machine R2 is inclined at a predetermined angle a1 of 35 degrees to 45 degrees with respect to the upper surfaces of the first and
또한, 제 1 레이저 용접기(R1)의 레이저 빔(B1)과 제 2 레이저 용접기(R2)의 레이저 빔(B2)은 제 1 강판(10)과 제 2 강판(20)의 용접 부위 상에 서로 겹치지 않게 소정의 간격(d)으로 이격되게 위치할 수 있으며, 두 레이저 빔(B1, B2) 사이의 간격은 두 레이저 빔(B1, B2)의 직경과 동일하게 형성될 수 있다.In addition, the laser beam B1 of the first laser welding machine R1 and the laser beam B2 of the second laser welding machine R2 do not overlap each other on the welding site of the
예컨대, 제 1 레이저 용접기(R1) 및 제 2 레이저 용접기(R2)의 레이저 빔(B1, B2)의 직경(D)은 0.8mm 내지 1.2mm일 수 있으며, 제 1 레이저 용접기(R1)의 레이저 빔(B1)과 제 2 레이저 용접기(R2)의 레이저 빔(B2) 사이의 간격(d)은, 0.8mm 내지 1.2mm일 수 있다. 이와 같이, 반복적인 실험 결과, 제 1 강판(10)과 제 2 강판(20)의 효과적인 용접을 위해서는 제 1 레이저 용접기(R1) 및 제 2 레이저 용접기(R2)의 레이저 빔(B1, B2)의 조건은 상술한 조건의 범위가 바람직한 것으로 나타났으며, 더욱 바람직하게는 1.0mm의 레이저 빔(B1, B2)의 직경(D)과 1.0mm의 레이저 빔(B1, B2) 간격(d)이 가장 바람직한 것으로 나타났다.For example, the diameter D of the laser beams B1 and B2 of the first laser welding machine R1 and the second laser welding machine R2 may be 0.8 mm to 1.2 mm, and the laser beam of the first laser welding machine R1 The distance d between (B1) and the laser beam B2 of the second laser welding machine R2 may be 0.8 mm to 1.2 mm. As such, as a result of repeated experiments, for effective welding of the
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상술한 조건으로 제 1 레이저 용접기(R1) 및 제 2 레이저 용접기(R2)를 세팅하고, 제 1 강판(10)의 접합면과(11)과 제 2 강판(20)의 접합면(21)을 0.8mm 내지 1.2mm의 간격으로 이격되게 배치한 후 용접을 실시하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 강판(10)의 접합면(11)과 제 2 강판(20)의 접합면(21)이 용접 비드(B)를 사이에 두고 접합될 수 있다. 이때, 제 1 강판(10)과 제 2 강판(20)의 용접 시, 제 1 강판(10)의 접합면과(11)과 제 2 강판(20)의 접합면(21)의 갭(G)은 레이저 빔(B1, B2)의 직경(D)과 동일한 1.0mm가 가장 바람직할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 4 , the first laser welding machine R1 and the second laser welding machine R2 are set under the above-described conditions, and the
도 5에 도시된 바와 같이, 용접 단계(S20)에서, 제 1 강판(10)과 제 2 강판(20)의 용접 부위에 형성되는 용접 비드(B)는, 1.0mm 내지 2.5mm의 폭(W4)을 가지고, 제 1 강판(10) 측을 기준으로 135도 내지 145도의 토우각(a2)을 가질 수 있다. 이때, 두께 차이로 인해 서로 높이가 다르게 형성되는 제 1 강판(10)과 제 2 강판(20)의 효과적인 접합을 위해서는, 용접 단계(S20)에서, 용접 비드(B)가 약 2.0mm의 폭으로 약 140도의 토우각(a2)을 가지도록 생성되는 것이 가장 바람직할 수 있다.As shown in Figure 5, in the welding step (S20), the weld bead (B) formed in the welding portion of the
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 강판(10)과 제 1 강판(10)의 양측에 형성된 제 2 강판(20)이 접합되어 소정의 폭(W3)을 가지는 용접 강판(30)이 형성될 수 있다. 이러한, 용접 강판(30)은 절단 단계(S30)를 통해서 소정의 길이(L)로 절단될 수 있다. 이때, 용접 강판(30)이 절단되는 소정의 길이(L)는, 후술될 조관 단계(S40)에서 조관될 조관 파이프(40)의 둘레를 고려하여 결정될 수 있다.Next, as shown in FIG. 6 , the
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 조관 단계(S40)에서, 소정의 길이(L)로 절단된 용접 강판(30)을 롤포밍(Roll forming) 가공하여, 제 1 두께(t1)의 원형 폐단면을 가지는 제 1 부분(S1) 및 제 1 부분(S1)의 양측에 형성되어 제 2 두께(t2)의 원형 폐단면을 가지는 제 2 부분(S2)으로 형성되는 조관 파이프(40)를 형성할 수 있다.Then, as shown in Figure 7, in the pipe making step (S40), the welded
예컨대, 조관 단계(S40)에서 소정의 길이(L)로 절단된 용접 강판(30)을 여러 단계의 롤러를 거치는 롤포밍 단계를 통해서 조금씩 말아서 둥글게 형성한 후, 최종적으로 맞닿는 면을 고주파용접으로 접합함으로써 조관 파이프(40)를 형성할 수 있다. 이때, 조관 단계(S40)에서, 조관 파이프(40)의 제 1 두께(t1)를 가지는 제 1 부분(S1) 및 제 2 두께(t2)를 가지는 제 2 부분(S2)은, 제 1 지름(D1)의 외경을 가지도록 형성될 수 있다.For example, the welded
이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 확관 단계(S50)에서, 조관 파이프(40)를 하이드로 포밍(Hydro forming) 가공하여, 조관 파이프(40)의 제 2 부분(S2)이 제 1 부분(S1) 보다 큰 지름을 형성될 수 있도록 제 2 부분(S2)을 확관할 수 있다.Then, as shown in FIG. 8, in the pipe expansion step (S50), by hydroforming the
예컨대, 조관 파이프(40) 내부로 강한 수압을 가해 제 2 부분(S2)을 확관함으로써, 조관 파이프(40)의 제 2 부분(S2)은, 제 2 두께(t2) 보다 얇은 제 3 두께로 그 두께가 얇아지면서, 제 1 지름(D1) 보다 큰 제 2 지름(D2)으로 외경이 확관될 수 있다.For example, by applying strong water pressure to the inside of the
이러한, 확관 단계(S50)에서, 확관된 제 2 부분(S2)의 제 2 지름(D2)은, 확관되지 않은 제 1 부분(S1)의 제 1 지름(D1) 보다 10mm 이상 큰 지름으로 형성될 수 있다. 또한, 확관된 제 2 부분(S2)의 상기 제 3 두께는, 확관되지 않은 제 1 부분(S1)의 제 1 두께(t1)와 같거나 더 두껍고, 확관 전 제 2 부분(S2)의 제 2 두께(t2) 보다는 얇게 형성될 수 있다.In this, the expansion step (S50), the second diameter (D2) of the expanded second part (S2) is to be formed with a diameter greater than 10 mm than the first diameter (D1) of the non-expanded first part (S1). can In addition, the third thickness of the expanded second part S2 is equal to or thicker than the first thickness t1 of the non-expanded first part S1, and the second of the second part S2 before expansion It may be formed thinner than the thickness t2.
이때, 바람직하게는, 확관된 제 2 부분(S2)의 상기 제 3 두께는, 확관되지 않은 제 1 부분(S1)의 제 1 두께(t1)와 동일한 두께로 형성됨으로써, 최종적으로 확관 단계(S50)를 거친 조관 파이프(40)는, 확관되지 않은 제 1 부분(S1) 및 제 1 부분(S1)의 제 1 지름(D1) 보다 10mm 큰 제 2 지름(D2)으로 확관된 제 2 부분(S2)이 동일한 두께로 형성되는 것이 가장 바람직할 수 있다.At this time, preferably, the third thickness of the expanded second part (S2) is formed to have the same thickness as the first thickness (t1) of the non-expanded first part (S1), and finally the expansion step (S50) ), the
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 프레스 장치(P)로 제 2 부분(S2)이 확관된 조관 파이프(40)의 적어도 일부분을 가압 성형하여, 적어도 일부분이 "V"자 형 또는 "U"자 형의 폐단면을 가지는 토션 빔(100)을 성형할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 9 , at least a portion of the
이에 따라, 빔 성형 단계(S60)에서 가압 성형된 토션 빔(100)은, 확관된 제 2 부분(S2)의 폐단면의 단면적이 확관되지 않은 제 1 부분(S1)의 폐단면의 단면적 보다 큰 면적으로 형성될 수 있다.Accordingly, in the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법에 따르면, 제 1 두께(t1)로 형성되고, 제 1 면적의 폐단면을 가지는 제 1 부분(S1) 및 제 1 부분(S1)의 양측에 형성되어 제 1 두께(t1)와 같거나 더 두꺼운 상기 제 3 두께로 형성되고, 상기 제 1 면적 보다 큰 제 2 면적의 폐단면을 가지며, 차량의 바퀴 및 차체와 연결할 수 있는 트레일링 암(Trailing Arm)이 결합되는 제 2 부분(S2)을 포함하는 차량용 현가장치의 토션 빔(100)을 제조할 수 있다.Therefore, according to the method for manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension according to an embodiment of the present invention, the first portion S1 and the first portion ( S1) formed on both sides of the third thickness equal to or thicker than the first thickness t1, has a closed cross-section with a second area larger than the first area, and can be connected to the wheels and body of the vehicle It is possible to manufacture the
그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법 및 차량용 현가장치의 토션 빔에 따르면, 서로 다른 두께를 가지는 강판(10, 20)을 연속적으로 레이저 용접하여 제조된 용접 강판(30)으로 조관 파이프(40)를 형성하고, 하이드로 포밍을 통해 조관 파이프(40)의 두께가 두꺼운 부분을 확관한 후, 가압 성형을 통해 토션 빔(100)을 제조함으로써, 비틀림 모멘트가 발생하는 트레일링암이 부착되는 빔의 측면부는 넓은 면적의 폐단면을 가지고 상대적으로 비틀림 모멘트가 적게 발생하는 중간부는 측면부에 비해 작은 면적의 폐단면을 가지는 토션 빔을 제조할 수 있다. 이에 따라, 토션 빔(100)의 내구 취약부의 강도 보강을 통한 부품 내구 수명을 향상시키면서 경량화를 동시에 이룰 수 있는 차량용 현가장치를 구현할 수 있다.Therefore, according to the method for manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension and the torsion beam of a vehicle suspension according to an embodiment of the present invention, a welded steel sheet manufactured by continuously laser
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
10: 제 1 강판
20: 제 2 강판
30: 용접 강판
40: 조관 파이프
100: 토션 빔
C1: 제 1 코일
C2: 제 2 코일
S1: 제 1 부분
S2: 제 2 부분
R1: 제 1 레이저 용접기
R2: 제 2 레이저 용접기10: first steel plate
20: second steel plate
30: welded steel plate
40: pipe making
100: torsion beam
C1: first coil
C2: second coil
S1: first part
S2: second part
R1: 1st laser welding machine
R2: 2nd laser welding machine
Claims (12)
상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일을 언코일링하여 상기 제 1 강판의 양측에 상기 제 2 강판이 배치되도록 한 후, 상기 제 1 강판과 상기 제 2 강판의 경계 부분을 길이 방향을 따라 용접하여 용접 강판을 형성하는 용접 단계;
상기 용접 강판을 소정의 길이로 절단하는 절단 단계;
절단된 상기 용접 강판을 롤포밍(Roll forming) 가공하여, 상기 제 1 두께의 원형 폐단면을 가지는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분의 양측에 형성되어 상기 제 2 두께의 원형 폐단면을 가지는 제 2 부분으로 형성되는 조관 파이프를 형성하는 조관 단계;
상기 조관 파이프를 하이드로 포밍(Hydro forming) 가공하여, 상기 조관 파이프의 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분 보다 큰 지름으로 형성될 수 있도록 상기 제 2 부분을 확관하는 확관 단계; 및
상기 조관 파이프의 적어도 일부분을 가압 성형하여 "V"자 형 또는 "U"자 형의 폐단면을 가지는 토션 빔을 성형하는 빔 성형 단계;
를 포함하는, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법.a coil preparation step of arranging a second coil wound on a second steel plate having a second thickness greater than the first thickness on both sides of the first coil wound on the first steel plate having a first thickness;
After uncoiling the first coil and the second coil so that the second steel plate is disposed on both sides of the first steel plate, the boundary portion between the first steel plate and the second steel plate is welded along the longitudinal direction. A welding step of forming a welded steel sheet;
a cutting step of cutting the welded steel sheet to a predetermined length;
By roll forming the cut welded steel sheet, a first portion having a circular closed cross-section of the first thickness and a second portion formed on both sides of the first portion and having a circular closed cross-section of the second thickness A pipe making step of forming a pipe making pipe that is formed in parts;
An expansion step of expanding the second part by processing the pipe pipe by hydroforming, so that the second part of the pipe pipe has a larger diameter than the first part; and
a beam forming step of forming a torsion beam having a closed cross-section of a “V” or “U” shape by press-molding at least a portion of the pipe making pipe;
A method of manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension comprising a.
상기 코일 준비 단계에서,
상기 제 1 강판의 상기 제 1 두께와 상기 제 2 강판의 상기 제 2 두께는, 0.2mm 이상의 차이를 가지는, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법.The method of claim 1,
In the coil preparation step,
The first thickness of the first steel plate and the second thickness of the second steel plate have a difference of 0.2 mm or more, a method of manufacturing a torsion beam for a vehicle suspension.
상기 조관 단계에서,
상기 조관 파이프의 상기 제 1 두께를 가지는 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 두께를 가지는 상기 제 2 부분은 제 1 지름의 외경을 가지도록 형성되는, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법.The method of claim 1,
In the manufacturing step,
The method for manufacturing a torsion beam for a vehicle suspension, wherein the first portion having the first thickness and the second portion having the second thickness of the tube pipe are formed to have an outer diameter of a first diameter.
상기 확관 단계에서,
상기 조관 파이프의 상기 제 2 부분은, 상기 제 2 두께 보다 얇은 제 3 두께로 두께가 얇아지고, 상기 제 1 지름 보다 큰 제 2 지름으로 외경이 확관되는, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법.4. The method of claim 3,
In the expansion step,
The second portion of the pipe making pipe is thinner to a third thickness that is smaller than the second thickness, and the outer diameter is expanded to a second diameter larger than the first diameter, the torsion beam manufacturing method of a vehicle suspension.
상기 확관 단계에서,
상기 제 2 지름은 상기 제 1 지름 보다 10mm 이상 큰 지름으로 형성되는, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법.5. The method of claim 4,
In the expansion step,
The second diameter is formed to be 10 mm or more larger than the first diameter, the method of manufacturing a torsion beam for a vehicle suspension.
상기 확관 단계에서,
확관된 상기 조관 파이프의 상기 제 2 부분의 상기 제 3 두께는, 상기 제 1 부분의 상기 제 1 두께와 같거나 더 두껍고, 확관 전 상기 제 2 부분의 상기 제 2 두께 보다 얇은, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법.5. The method of claim 4,
In the expansion step,
The third thickness of the second part of the expanded pipe making pipe is the same as or thicker than the first thickness of the first part, and is thinner than the second thickness of the second part before expansion of the suspension for a vehicle A method of manufacturing a torsion beam.
상기 빔 성형 단계에서,
상기 토션 빔의 상기 제 2 부분의 폐단면의 단면적은, 상기 제 1 부분의 폐단면의 단면적 보다 큰 면적으로 형성되는, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법.The method of claim 1,
In the beam forming step,
A method of manufacturing a torsion beam for a vehicle suspension, wherein a cross-sectional area of a closed cross-section of the second portion of the torsion beam is formed to be larger than a cross-sectional area of a closed cross-section of the first portion.
상기 용접 단계에서,
상기 제 1 강판과 상기 제 2 강판은 저입열 레이저 용접 공정으로 용접되는, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법.The method of claim 1,
In the welding step,
The method of manufacturing a torsion beam for a vehicle suspension, wherein the first steel plate and the second steel plate are welded by a low heat input laser welding process.
상기 용접 단계에서,
상기 제 1 강판과 상기 제 2 강판을 용접하는 용접 장치는,
상기 제 1 강판 및 상기 제 2 강판의 상면과 수직하게 형성되는 제 1 레이저 용접기; 및
상기 제 1 강판 및 상기 제 2 강판의 상면을 기준으로 소정 각도로 경사지게 형성되는 제 2 레이저 용접기;
를 포함하는, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법.9. The method of claim 8,
In the welding step,
A welding device for welding the first steel plate and the second steel plate,
a first laser welding machine formed perpendicular to upper surfaces of the first and second steel plates; and
a second laser welding machine inclined at a predetermined angle with respect to upper surfaces of the first and second steel plates;
A method of manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension comprising a.
상기 용접 단계에서,
상기 제 1 레이저 용접기의 레이저 빔과 상기 제 2 레이저 용접기의 레이저 빔은, 소정의 간격으로 이격되게 형성되는, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법.10. The method of claim 9,
In the welding step,
The laser beam of the first laser welding machine and the laser beam of the second laser welding machine are formed to be spaced apart from each other by a predetermined interval.
상기 용접 단계에서,
상기 제 1 강판의 접합면과 상기 제 2 강판의 접합면은, 소정의 간격으로 이격되게 배치되는, 차량용 현가장치의 토션 빔 제조 방법.9. The method of claim 8,
In the welding step,
The joint surface of the first steel plate and the joint surface of the second steel plate are spaced apart from each other by a predetermined interval, the method of manufacturing a torsion beam for a vehicle suspension.
상기 토션 빔은,
상기 제 1 두께로 형성되고, 제 1 면적의 폐단면을 가지는 상기 제 1 부분; 및
상기 제 1 두께와 같거나 더 두꺼운 상기 제 3 두께로 형성되고, 상기 제 1 면적 보다 큰 제 2 면적의 폐단면을 가지는 상기 제 2 부분;
을 포함하는, 차량용 현가장치의 토션 빔.In the torsion beam of a vehicle suspension manufactured by the method for manufacturing a torsion beam of a vehicle suspension according to any one of claims 1 to 11,
The torsion beam is
the first portion formed to the first thickness and having a closed cross-section of a first area; and
the second portion having a closed cross-section having a second area greater than the first area and having a third thickness equal to or greater than the first thickness;
Including, a torsion beam of a vehicle suspension.
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- 2020-11-26 KR KR1020200161204A patent/KR102512336B1/en active IP Right Grant
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E701 | Decision to grant or registration of patent right |