KR20230154825A - 차량용 서스펜션 암의 제조 방법 및 차량용 서스펜션 암 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 쌍의 관통홀의 품질(동축도 및 진원도)을 만족시킬 수 있는 차량용 서스펜션 암의 제조 방법 및 차량용 서스펜션 암을 제공한다.
차량용 서스펜션 암의 제조 방법에 있어서의 단계적인 절곡 가공은, 제1 절곡 공정과, 제2 절곡 공정을 구비한다. 제1 절곡 공정은, 피가공재(W) 중 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분 및 제1 연결부(31)를 구성하는 부분을 펀치(106)(제1 펀치)에 의해 누르면서 예비 절곡을 행한다. 제2 절곡 공정은 제1 절곡 공정에 이어 제1 연결부를 구성하는 부분의 제1 펀치에 의한 누름을 중단하는 한편, 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분을 펀치(108)(제2 펀치)에 의해 누르면서 제1 절곡 공정에 의해 부여된 접힌 부분(72)을 따라 절곡을 행한다

Description

차량용 서스펜션 암의 제조 방법 및 차량용 서스펜션 암

본 발명은 차량용 서스펜션 암의 제조 방법 및 차량용 서스펜션 암에 관한 것이다.

차량용 서스펜션 암은 차체와 바퀴를 연결하는 데 사용된다. 차량용 서스펜션 암은 길이 방향의 단부에 배치되는 연결부에, 대향하는 관통홀을 구비한다(특허문헌 1, 2 참조). 관통홀은 버링 가공에 의해 형성되고 원통형 플랜지를 구비한다.

특허문헌 1에는, 차량용 서스펜션 암을 제조할 때, 암 본체부를 성형한 후에, 마지막으로 캠 기구(금형)에 의해 관통홀을 버링 성형하는 공법이 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 순송 방식(progressive method)에 의해 암을 성형하는 공법이 개시되어 있다. 이 공법에서는, 평판 형상의 모재에 미리 관통홀을 버링 성형하고, 그 후에 피가공재를 절곡한다.

[선행 기술 문헌]

[특허문헌]

[특허문헌 1] 특개 2015-39716 공보

[특허문헌 2] 국제 공개 제2020/116320호

그러나, 특허문헌 1과 같이 캠 기구를 사용하는 공법의 경우에는, 금형 구조가 복잡해진다는 문제가 있다. 또한, 관통홀을 형성하는 연결부 사이의 제품 폭이 좁아짐에 따라, 버링 성형시의 금형 지지 구조에 제약이 발생한다. 따라서, 주형 금형의 변형이 발생하거나 유지 보수가 증가하는 문제가 있다. 또한, 제품 형상에 따라서는, 버링 성형시의 지지 금형의 스페이스에 제약이 생겨, 금형 구조가 원래 성립하지 않게 된다.

특허문헌 2와 같이 순송 방식(progressive method)의 공법의 경우에는, 연결부 사이의 제품 폭이 좁을 때에는, 모재와 암 부품을 연결하는 이송부의 형상이 가늘어진다. 이 때문에, 모재로부터 암 부품을 절단하는 펀치의 절삭날이 가늘어진다. 펀치의 내구성에 문제가 발생하여 안정된 제조를 수행하기에 적합하지 않다. 그 결과, 암 부품의 양산에 적합하지 않다.

그래서, 본 발명은, 피가공재에 버링 가공에 의해 원통 형상의 플랜지를 구비하는 적어도 한 쌍의 관통홀을 형성하고, 피가공재에 단계적인 절곡 가공을 실시함으로써 제조되는 차량용 서스펜션 암에 있어서, 한 쌍의 관통홀의 품질(동축도(coaxiality) 및 진원도(circularity))을 만족시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양태는, 피가공재에 버링 가공에 의해 판면으로부터 상승한 원통 형상의 플랜지를 구비하는 적어도 한 쌍의 관통홀을 형성하고, 상기 피가공재에 단계적인 절곡 가공을 실시함으로써, 중공 본체부와 한 쌍의 관통홀의 축선이 일치하는 상태에서 마주하는 연결부를 구비하는 차량용 서스펜션 암의 제조 방법이다. 상기 본체부는 마주하는 2개의 측벽과 2개의 상기 측벽을 연결하는 기부를 구비하며 일 방향으로 신장하고, 상기 연결부는 2개의 상기 측벽의 상기 일 방향의 단부로부터 상기 일 방향을 따라 신장하며 서로 이격되어 마주한다. 상기 단계적인 절곡 가공은 제1 절곡 공정과 제2 절곡 공정을 포함한다. 제1 절곡 공정은, 상기 피가공재 중 상기 본체부의 상기 기부를 구성하는 부분 및 상기 연결부를 구성하는 부분을 제1 펀치로 누르면서 예비 절곡을 행한다. 제2 절곡 공정은 상기 제1 절곡 공정에 이어 상기 연결부를 구성하는 부분을 상기 제1 펀치로 누르는 것을 중단하는 한편, 상기 본체부의 상기 기부를 구성하는 부분을 제2 펀치로 누르면서 상기 제1 절곡 공정에 의해 부여된 접힌 부분을 따라 절곡을 행한다.

본 발명의 다른 양태는, 상기 기재된 차량용 서스펜션 암의 제조 방법에 의해 제조된 차량용 서스펜션 암이다.

본 발명에 의하면, 피가공재에 버링 가공에 의해 원통 형상의 플랜지를 구비하는 적어도 한 쌍의 관통홀을 형성하고, 피가공재에 단계적인 절곡 가공을 실시함으로써 제조되는 차량용 서스펜션 암에 있어서, 한 쌍의 관통홀의 품질(동축도 및 진원도)을 만족시킬 수 있다. 연결부의 제품 폭이 좁고, 캠 기구(금형)에 의해 관통홀을 버링 성형하는 것이 곤란한 제품 형상이어도, 한 쌍의 관통홀의 품질(동축도 및 진원도)을 만족시킨 차량용 서스펜션 암을 양산할 수 있다.

도 1(A), 도 1(B) 및 도 1(C)는, 실시형태의 차량용 서스펜션 암을 나타내는 사시도, 정면도, 및 상면도이다.
도 2(A) 및 도 2(B)는 도 1(B)의 2A-2A 선을 따른 단면도, 도 1(B)의 2B-2B 선을 따른 단면도이다.
도 3(A), 도 3(B) 및 도 3(C)는 차량용 서스펜션 암의 만곡 형상에 의해 암의 경량화를 도모하는 점에 대한 설명에 사용하는 설명도이다.
도 4는 블랭크 공정의 피가공재를 나타내는 도면이다.
도 5(A)는 플랜지 절곡 공정의 피가공재를 나타내는 도면, 도 5(B)는 도 5(A)의 5B 선 화살 방향에서 보이는 시시도, 도 5(C)는 도 5(A)의 5C-5C 선을 따른 단면에서 플랜지 절곡 공정을 나타내는 단면도이다.
도 6은 트리밍 공정의 피가공재를 나타내는 도면이다.
도 7(A)는 버링 공정의 피가공재를 나타내는 도면, 도 7(B)는 도 7(A)의 7B-7B 선을 따른 단면에서 버링 공정을 나타내는 단면도, 7(C)는 도 7(A)의 7C-7C 선을 따른 단면에서 버링 공정을 나타내는 단면도이다.
도 8(A)는 제1 절곡 공정의 피가공재를 나타내는 도면, 도 8(B)는 도 8(A)의 8B-8B 선을 따른 단면에서 제1 절곡 공정을 나타내는 단면도, 도 8(C)는 도 8(A)의 8C-8C 선을 따른 단면에서 제1 절곡 공정을 나타내는 단면도이다.
도 9(A)는 제2 절곡 공정의 피가공재를 나타내는 도면, 도 9(B)는 도 9(A)의 9B-9B 선을 따른 단면에서의 제2 절곡 공정을 나타내는 단면도, 도 9(C)는 도 9(A)의 9C-9C 선을 따른 단면에서 제2 절곡 공정을 나타내는 단면도이다.
도 10(A)는 제3 절곡 공정의 피가공재를 나타내는 도면, 도 10(B)는 도 10(A)의 10B-10B 선을 따른 단면에서의 제3 절곡 공정을 나타내는 단면도, 도 10(C)는 도 10(A)의 10C-10C 선을 따른 단면에서 제3 절곡 공정을 나타내는 단면도이다.
도 11(A)는 리스트라이크 공정의 피가공재를 나타내는 도면, 도 11(B)는 도 11(A)의 11B-11B 선을 따른 단면에서의 리스트라이크 공정을 나타내는 단면도, 도 11(C)는 도 11 (A)의 11C-11C 선을 따른 단면에서의 리스트라이크 공정을 나타내는 단면도이다.
도 12는 캠 피어싱 공정의 피가공재를 나타내는 도면이다.
도 13은 제2 절곡 공정에 사용되는 펀치 및 금형의 변형 예를 나타내는 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기위한 형태를 상세하게 설명한다. 여기에 나타낸 실시형태는 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위해 예시하는 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자 등에 의해 생각할 수 있는 실시 가능한 다른 형태, 실시예 및 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범위, 요지에 포함됨과 함께, 특허청구범위에 기재되어 있는 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.

또한, 본 명세서에 첨부하는 도면은, 도시와 이해의 용이성을 위해 편의상, 적절히 축척, 종횡의 치수비, 형상 등에 대해서, 실물로부터 변경해 모식적으로 표현되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례일 뿐, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 있어서, "제1", "제2" 등의 서수사를 붙일 수도 있다. 그러나, 이들 서수사에 관한 특별한 설명이 없는 한, 설명의 편의상, 구성 요소를 식별하기 위해 붙인 것이며, 수 또는 순서를 특정하는 것은 아니다.

본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태에 있어서 피가공재가 배치되는 배치면을 XY 평면으로서, 평판이 연신하는 방향을 X 방향(제1 방향), 배치면에 있어서 X 방향에 직교하는 방향을 Y 방향(제2 방향), XY 평면에 직교하는 방향을 Z 방향(제3 방향)으로 한다.

도 1(A), 도 1(B) 및 도 1(C)는, 실시 형태의 차량용 서스펜션 암(10)을 나타내는 사시도, 정면도, 및 상면도이다. 도 2(A) 및 도 2(B)는 도 1(B)의 2A-2A 선을 따른 단면도, 도 1(B)의 2B-2B 선을 따른 단면도이다.

실시 형태의 차량용 서스펜션 암(10)은, 예를 들면 멀티 링크 형 서스펜션에 사용된다. 이하의 설명에서는, 차량용 서스펜션 암(10)을 간단히 "서스펜션 암(10)"이라고도 부른다.

도 1(A), 도 1(B), 도 1(C), 도 2(A) 및 도 2(B)에 나타내는 바와 같이, 서스펜션 암(10)은, 개략적으로 설명하면, 피가공재에 버링(burring) 가공에 의해 원통 형상의 플랜지(51a)를 구비하는 적어도 한 쌍의 관통홀(51)을 형성하고, 피가공재에 단계적인 절곡(구부름)(bending) 가공을 실시함으로써 형성된다. 서스펜션 암(10)은, 중공의 본체부(20)와, 한 쌍의 관통홀(51)의 축선이 일치한 상태에서 서로 마주하는 연결부(31)를 구비한다. 본체부(20)는, 마주하는 2개의 측벽(21, 22)과 2개의 측벽(21, 22)을 연결하는 기부(基部)(23)를 구비하고, 일 방향을 따라 연장되어 있다. 연결부(31)는 2개의 측벽(21, 22)의 일 방향의 단부로부터 일 방향을 따라 연장되고 서로 이격되어 마주한다. 실시 형태에서, 일 방향은 X 방향 (제1 방향)에 대응한다. 이하, 상세히 설명한다.

도 1(A), 도 1(B) 및 도 1(C)에 도시한 바와 같이, 서스펜션 암(10)은 본체부(20)와, 본체부(20)의 X 방향을 따라 도면에서 좌단부에 설치된 제1 연결부(31)(연결부에 상당함)와, 본체부(20)의 X 방향을 따라 도면 중 우단부에 설치된 제2 연결부(32)를 구비한다.

도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 본체부(20)는, 마주하는 2개의 측벽(21, 22)과, 2개의 측벽(21, 22)을 연결하는 기부(23)를 구비한다. 본체부(20)는, X 방향에 대하여 직교하는 단면에 있어서, 2개의 측벽(21, 22)의 단면(end surface)이 서로 마주하는 내향 리브부(inward lib portion)(24, 25)를 구비한다. 내향 리브부(24, 25)의 단면은 간극(26)을 두고 서로 마주한다. 이와 같이, 본체부(20)는, 간극(26)을 구비한 개방 단면의 중공 형상이다.

제1 연결부(31)는 Y 방향을 따라 마주하는 2개의 제1 판부(plate portion)(41)로 구성된다. 2개의 제1 판부(41)는, 2개의 측벽(21, 22)의 X 방향을 따라 도 1(B) 및 도 1(C)에서 좌단부로부터 X 방향을 따라 연장되어 있다. 2개의 제1 판부(41)는, 본체부(20)에 있어서의 기부(23)와 같은 부재에 의해 연결되어 있지 않고, 이격되어 마주하고 있다. 도 2(B)에 나타내는 바와 같이, 2개의 제1 판부(41)는, Y 방향을 따라 마주하는 위치에 제1 관통홀(51)(관통홀에 상당)이 형성되어 있다. 제1 관통홀(51)은 버링 가공에 의해 형성되고 원통형 플랜지(51a)를 포함한다. 제1 관통홀(51)은 내부에 부싱이 압입되고, 고무 등의 탄성 재료를 통해 차체 측으로부터 돌출되어있는 축 부재 (도시하지 않음)에 연결된다.

제2 연결부(32)는 제1 연결부(31)와 마찬가지로 Y 방향을 따라 마주하는 2개의 제2 판부(42)로 구성된다. 2개의 제2 판부(42)는 2개의 측벽(21, 22)의 X 방향을 따라 도 1(B) 및 도 1(C)에서 우단부로부터 X 방향을 따라 연장된다. 2개의 제2 판부(42)는, 본체부(20)에 있어서의 기부(23)와 같은 부재에 의해 연결되어 있지 않고, 이격하여 마주하고 있다. 2개의 제2 판부(42)는, Y 방향을 따라 마주하는 위치에 제2 관통홀(52)이 형성되어 있다. 제2 관통홀(52)은, 캠 기구(금형)를 이용한 피어싱 가공(piercing)에 의해 형성된다. 제2 관통홀(52)의 구멍 직경은 제1 관통홀(51)의 구멍 직경보다 작게 형성된다. 제2 관통홀(52)은 내부에 차륜 측으로부터의 볼트 (도시하지 않음)가 삽입되고, 너트 (도시하지 않음)에 의해 차륜 (도시하지 않음)에 연결된다.

도 3(A), 도 3(B) 및 도 3(C)는, 차량용 서스펜션 암의 만곡 형상(bent shape)에 의해 암의 경량화를 도모하는 점에 대한 설명에 사용하는 설명도이다.

도 3(C)에 도시된 바와 같이, 서스펜션 암(60c)을 정면에서 본 상태에서, 본체부(20)의 상부 및 하부는 만곡되지 않고 X 방향을 따라 직선 형상이다. 본체부(20)의 상부 및 하부와, 측벽(21, 22)의 면상에서의 X 방향을 따르는 선분(예를 들어, 후술하는 Lc) 사이의 치수는, X 방향을 따라 일정하다. 이 형태의 경우, 제1 관통홀(51)의 중심과 제2 관통홀(52)의 중심을 연결하는 축선(Lc)은, 본체부(20)의 Z 방향의 중앙에 위치한다.

도 3(B)에 도시된 바와 같이, 서스펜션 암(60b)을 정면에서 본 상태에서, 본체부(20)의 기부(23)는, 만곡하지 않고, X 방향을 따라 직선 형상이다. 한편, 측벽(21, 22)에 있어서 기부(23)에 대하여 반대측의 단부(내향 리브부(24, 25)의 상면)는, 측벽(21, 22)의 면상에서의 X 방향을 따르는 선분(예를 들면, 후술하는 Lb)과의 치수가 X 방향의 단부를 향함에 따라 점차 커지는 만곡 형상(오목 형상)을 구비한다. 이 형태의 경우, 제1 관통홀(51)의 중심과 제2 관통홀(52)의 중심을 연결하는 축선(Lb)은 본체부(20)의 Z 방향의 상부 근방에 위치한다. 도 3(B)에 도시된 서스펜션 암(60b)은 그 만곡 형상에 의해 도 3(C)에 도시된 서스펜션 암(60c)보다 가볍다.

도 3(A)에 도시된 바와 같이, 서스펜션 암(60a)을 정면에서 본 상태에서, 본체부(20)의 기부(23)는, 측벽(21, 22)의 면상에서의 X 방향을 따르는 선분(예를 들면, 후술하는 La)과의 치수는 X 방향의 단부를 향함에 따라 서서히 커지는 만곡 형상 (볼록 형상)을 구비한다. 측벽(21, 22)에 있어서 기부(23)에 대해 반대 측의 단부(내향 리브부(24, 25)의 상면)는, 측벽(21, 22)의 면상에서의 X 방향을 따르는 선분(예를 들면, 후술하는 La)과의 치수가 X 방향의 단부를 향함에 따라 서서히 커지는 만곡 형상 (오목 형상)을 구비한다. 이 형태의 경우, 제1 관통홀(51)의 중심과 제2 관통홀(52)의 중심을 연결하는 축선(La)은, 본체부(20)의 Z 방향의 중앙에 위치한다. 도 3(A)에 도시된 서스펜션 암(60a)은 그 만곡 형상에 의해 도 3(B)에 도시 된 서스펜션 암(60b)보다 더 가볍다.

다음에, 서스펜션 암(10)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 또한, 피가공재(W)의 두께 방향의 양면 중 서스펜션 암(10)의 외측이 되는 면을 표면이라고 하고, 서스펜션 암(10)의 내측이 되는 면을 이면이라고 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "판면"(plate surface)은 피가공재(W)의 두께 방향의 표면 또는 이면을 의미한다.

도 4는 블랭크 공정(blank step)의 피가공재(W)를 나타내는 도면이다. 피가공재(W)의 도면 중 앞쪽의 면은 이면이다.

피가공재(W)의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 강도를 갖고 경량인 고장력 강판을 사용하는 것이 바람직하다. 블랭크 공정에서는, 가공 토대(processing basis) (예를 들면, 기준면(reference surface), 기준 구멍(reference hole), 정위 구멍(locating hole) 등)를 결정한다. 또한, 외주 라인(circumferential line)을 도출하고 내향 리브부(24, 25)의 트림 라인(trim line)을 결정한다. 제품 형상에 따라 전체 트림 라인을 결정하는 경우도 있다.

도 5(A)는 플랜지 절곡 공정의 피가공재(W)를 나타내는 도면, 도 5(B)는 도 5(A)의 5B 선을 따라 보이는 시시도(arrow view), 도 5(C)는 도 5(A)의 5C-5C 선을 따르는 단면에서 플랜지 절곡 공정을 나타내는 단면도이다.

플랜지 절곡 공정(곡률로 절곡하는 공정, 및 리브 절곡 공정에 상당한다)에 있어서는, 곡률면(curvature surface)(본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분) 및 내향 리브부(24, 25)에 대하여 예비 절곡을 행한다. 버링 가공에 의해 형성되는 제1 관통홀(51)의 위치 정밀도를 높이기 위해, 버링 가공용의 파일럿홀(pilot hole)을 가공하기 전에, 곡률면을 기부(23)의 만곡 형상에 맞춘 곡률로 절곡한다(도 5(B) 참조). 또한, 후술하는 제3 절곡 공정에서 필요한 펀치 폭(punch width)을 유지하기 위한 리브를 성형한다. 이 리브는 내향 리브 부(24, 25)를 구성한다. 도 5(C)에 도시한 바와 같이, 금형(die)(101)과 펀치(punch)(102)에 의해 피가공재(W)를 프레스 가공하고, 내향 리브부(24, 25)를 구성하는 부분을 절곡한다. 이때, 피가공재(W)는, 표면측이 금형(101)에 재치되고, 이면측이 펀치(102)에 의해 프레스 가공된다. 내향 리브부(24, 25)는 피가공재(W)의 이면측을 향해 절곡된다.

도 6은 트리밍 공정의 피가공재 W를 나타내는 도면이다.

트리밍 공정에서는, 제품 윤곽을 형성하는 트리밍 가공과, 버링 가공을 위한 파일럿 홀(51b)의 가공을 행한다. 버링 가공시에 윤곽의 형상 변화를 방지하기 위해, 트리밍 가공과 파일럿 홀(51b)의 가공을 동시에 행한다. 도 6에 있어서의 부호 71은, 피가공재 W를 위치 결정하기 위해 사용하는 정위 구멍(locating hole)이다.

도 7(A)는 버링 공정의 피가공재(W)를 나타내는 도면, 도 7(B)는 도 7(A)의 7B-7B선에 따른 단면에 있어서의 버링 공정을 나타내는 단면도, 도 7(C)는 도 7(A)의 7C-7C 선을 따른 단면에서 버링 공정을 나타내는 단면도이다.

버링 공정에서는, 피가공재(W)에 버링 가공에 의해 판면으로부터 상승한 원통 형상의 플랜지(51a)를 구비하는 한 쌍의 제1 관통홀(through hole)(51)을 형성한다. 제1 관통홀(51)의 위치 정밀도를 높이기 위해, 모든 제1 관통홀(51) (실시 형태에서는 2개)을 동시에 버링 가공에 의해 형성한다. 도 7(B) 및 도 7(C)에 나타내는 바와 같이, 금형(103)과 펀치(104)에 의해 피가공재(W)를 프레스 가공하고, 본체부(20)를 구성하는 부분을 협지하면서, 한 쌍의 제1 관통홀(51)을 형성한다. 이때, 피가공재(W)의 본체부(20)를 구성하는 부분은, 이면에 금형(103)이 접촉하고, 표면에 펀치(104)가 접촉하여 협지된다(도 7(B) 참조). 펀치(104)의 볼록부가 파일럿 홀(51b)에 표면측으로부터 압입되어, 제1 관통홀(51)이 형성된다(도 7(C) 참조). 버링 가공에 의해, 원통 형상의 플랜지(51a)는, 피가공재(W)의 판면인 이면으로부터 상승한다.

도 8(A)는, 제1 절곡 공정의 피가공재(W)를 나타내는 도면, 도 8(B)는, 도 8(A)의 8B-8B선을 따르는 단면에 있어서 제1 절곡 공정을 나타내는 단면도, 도 8(C)는 도 8(A)의 8C-8C 선을 따른 단면에서 제1 절곡 공정을 나타내는 단면도이다.

제1 절곡 공정에서는, 피가공재(W) 중 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분 및 제1 연결부(31)를 구성하는 부분을 펀치(106)(제1 펀치에 상당한다)로 누르면서 예비 절곡을 한다. 절곡 각도는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 20도 내지 50도이다. 도 8(B) 및 도 8(C)에 나타낸 바와 같이, 금형(105)과 펀치(106)에 의해 피가공재(W)를 프레스 가공한다. 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분 및 제1 연결부(31)를 구성하는 부분을 펀치(106)로 누르면서, 금형(105)을 따라 피가공재(W)를 아래로 누른다. 피가공재(W)의 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분 및 제1 연결부(31)를 구성하는 부분은, 이면에 펀치(106)가 접촉하고, 표면에 금형(105)이 접촉한다. 이와 같은 제1 절곡 공정에 의하면, 제1 관통홀(51)의 동축도(coaxiality) 및 진원도(circularity)를 유지하면서 접힌 부분(fold)(72)(도 8(A) 참조)을 부착할 수 있다.

제1 절곡 공정에서의 예비 절곡은 본체부(20)의 2개의 측벽 (21, 22)을 구성하는 부분을 펀치(106)로 누르면서 행한다 (도 8(B) 참조). 2개의 측벽(21, 22)을 구성하는 부분은, 이면에 펀치(106)가 접촉하고, 표면에 금형(105)이 접촉한다. 이와 같이 함으로써, 접힌 부분(72)을 정확하게 부착할 수 있다.

제1 연결부(31)를 구성하는 부분은 상승한 플랜지(51a) 주위의 판면을 포함한다. 제1 절곡 공정에서의 예비 절곡은 플랜지(51a) 주위의 판면을 펀치(106)로 누르면서 수행된다(도 8(C) 참조). 플랜지(51a) 주위의 판면은 이면에 펀치(106)가 접촉하고, 표면에 금형(105)이 접촉한다. 이와 같이 함으로써, 제1 관통홀(51)의 동축도 및 진원도를 보다 정확하게 유지하면서 접힌 부분(72)을 부착할 수 있다.

도 9(A)는, 제2 절곡 공정의 피가공재(W)를 나타내는 도면, 도 9(B)는, 도 9(A)의 9B-9B선을 따르는 단면에 있어서 제2 절곡 공정을 나타내는 단면도, 도 9(C)는 도 9(A)의 9C-9C 선을 따른 단면에서 제2 절곡 공정을 나타내는 단면도이다.

제1 절곡 공정에 이어, 제2 절곡 공정이 실시된다. 제2 절곡 공정에서는, 제1 연결부(31)를 구성하는 부분을 펀치(106)(제1 펀치)가 누르는 것을 중단하는 한편, 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분을 펀치(108)(제2 펀치에 상당)한다)로 누르면서 제1 절곡 공정에 의해 부여된 접힌 부분을 따라 절곡을 행한다. 절곡 각도는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 50도 내지 90도 미만이다. 도 9(B) 및 도 9(C)에 나타낸 바와 같이, 금형(107)과 펀치(108)에 의해 피가공재(W)를 프레스 가공한다. 제1 연결부(31)를 구성하는 부분을 누르지 않고, 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분을 펀치(108)로 누르면서, 금형(107)을 따라 피가공재(W)를 아래로 누른다. 피가공재(W)의 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분은, 이면에 펀치(108)가 접촉하고, 표면에 금형(107)이 접촉한다. 펀치(108)의 선단(tip end)은 곡률면(본체부(20)의 기부(23))과 측벽(21, 22)에 의해 만들어지는 제품의 R(반경) 형상을 갖는다. 이러한 제2 절곡 공정에 의하면, 제1 관통홀(51)의 동축도 및 진원도를 유지한 채로, 제1 연결부(31)를 구성하는 2개의 제1 판부(41)를 구성하는 부분을 절곡할 수 있다.

본 명세서에 있어서, 제2 절곡 공정에 관하여 "제1 절곡 공정에 의해 부여된 접힌 부분(72)을 따라 절곡"이라는 것은, 접힌 부분(72)으로부터 절곡하는 경우에만 한정하는 의도는 아니다. 접힌 부분(72)으로부터 약간 치수 시프트하고, 접힌 부분(72)과 평행 혹은 거의 평행으로 설정된 절곡선으로부터 절곡하는 경우도, "제1 절곡 공정에 의해 부여된 접힌 부분(72)을 따라 절곡"에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

도 10(A)는 제3 절곡 공정의 피가공재(W)를 나타내는 도면, 도 10(B)는 도 10(A)의 10B-10B 선을 따른 단면에서 제3 절곡 공정을 나타내는 단면도, 도 10(C)는 도 10(A)의 10C-10C 선을 따른 단면에서 제3 절곡 공정을 나타내는 단면도이다.

제2 절곡 공정에 이어, 제3 절곡 공정이 실시된다. 제3 절곡 공정에서는, 제1 연결부(31)를 구성하는 부분에 대한 펀치(106)(제1 펀치)의 가압을 중단(release)한 채, 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분을 펀치(110)(제3 펀치에 상당)로 가압하면서 두 개의 측벽(21, 22)을 구성하는 부분이 서로 마주하게 하고 제1 연결부(31)의 한 쌍의 제1 관통홀(51)의 축선이 일치하는 상태를 향할 때까지 절곡한다. 절곡 각도는 90도이다. 도 10(B) 및 도 10(C)에 나타내는 바와 같이, 금형(109)과 펀치(110)에 의해 피가공재(W)를 프레스 가공한다. 내향 리브부(24, 25) 사이의 간극(26)에 펀치(110)를 통과시켜, 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분을 펀치(110)로 누르면서, 금형(109)을 따라 피가공재(W)를 아래로 누른다. 피가공재(W)의 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분은, 이면에 펀치(110)가 접촉하고, 표면에 금형(109)이 접촉한다. 피가공재(W)를 금형(109)에 압입함으로써, 본체부(20)의 2개의 측벽(21, 22)을 기부(23)에 대하여 90도로 절곡하고, 제1 연결부(31)의 2개의 제1 판부(41)를 평행하게 마부하도록 한다.

도 11(A)는 리스트라이크(restrike) 공정의 피가공재(W)를 나타내는 도면, 도 11(B)는 도 11(A)의 11B-11B 선을 따른 단면에서의 리스트라이크 공정을 나타내는 단면도, 도 11(C)는 도 11(A)의 11C-11C 선을 따른 단면에서의 리스트라이크 공정을 나타내는 단면도이다.

리스트라이크 공정에서는, 제품 폭의 교정과, 내향 리브부(24, 25)의 성형을 행한다. 도 11(B) 및 도 11(C)에 나타내는 바와 같이, 금형(111)과 금형(112)에 의해 피가공재(W)를 프레스 가공한다. 과도하게 절곡되지 않도록 내향 리브부(24, 25) 사이의 간극(26)에 금형(111)의 돌기부(113)를 삽입하여 지지하면서, 피가공재(W)를 외주로부터 내주로 가압 성형한다. 2개의 측벽(21, 22)을 가압함으로써 제품 폭이 교정되고, 제1 연결부(31)의 2개의 제1 판부(41)가 평행하게 교정된다. 리스트라이크 공정에 의해, 2개의 측벽(21, 22)에 있어서의 단면이 간극(26)을 개재하여 마주하는 개방 단면의 중공 형상이 형성된다. 금형(111)의 돌기부(113)가 X 방향으로 연장되는 간극(26)의 X 방향과 동일한 거리 또는 넘도록 설치함으로써, X 방향을 따라 일단으로부터 타단까지 개방 단면의 중공 형상이 형성된다.

도 12는 캠 피어싱 공정의 피가공재(W)를 나타내는 도면이다.

캠 피어싱 공정에서는, 제2 연결부(32)의 2개의 제2 판부(42)에 Y 방향을 따라 마주하는 위치에 제2 관통홀(52)을 형성한다. 피가공재(W)는 정위 핀(locating pin)에 의해 위치 결정된다. 제2 관통홀(52)은 캠 기구(금형)에 의해 피어싱 가공에 의해 형성된다 (도 12의 화살표 73 참조).

상기 각 공정에 의해 서스펜션 암(10)을 제조한다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태의 차량용 서스펜션 암(10)의 제조 방법에 있어서의 단계적인 절곡 가공은, 피가공재(W) 중 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분 및 제1 연결부(31)를 구성하는 부분을 펀치(106)(제1 펀치)에 의해 누르면서 예비 절곡을 행하는 제1 절곡 공정과, 제1 절곡 공정에 이어, 제1 연결부(31)를 구성하는 부분에 대한 펀치(106)(제1 펀치)의 가압을 중단하는 한편, 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분을 펀치(108)(제2 펀치)에 의해 누르면서 제1 절곡 공정에 의해 부여된 접힌 부분을 따라 절곡을 행하는 제2 절곡 공정을 구비한다.

또한, 본 실시 형태의 차량용 서스펜션 암(10)은 상기 제조 방법에 의해 제조된다.

이와 같이 구성함으로써, 피가공재(W)에 버링 가공에 의해 판면으로부터 상승한 원통 형상의 플랜지(51a)를 구비하는 적어도 한 쌍의 제1 관통홀(51)을 형성하고, 피가공재(W)에 단계적인 절곡 가공 를 실시함으로써 제조되는 차량용 서스펜션 암(10)에 있어서, 한 쌍의 제1 관통홀(51)의 품질(동축도 및 진원도)을 만족시킬 수 있다. 제1 연결부(31)에 있어서의 제품 폭(제1 판부(41) 사이의 폭)이 좁고, 캠 기구(금형)에 의해 제1 관통홀(51)을 버링 성형하는 것이 곤란한 제품 형상이어도, 한 쌍 제1 관통홀(51)의 품질 (동축도 및 진원도)을 만족시킨 차량용 서스펜션 암(10)을 양산 할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 버링 가공에 의해 형성하는 한 쌍의 제1 관통홀(51)의 지지 금형이 필요하지 않다. 이 때문에, 캠 구조를 이용하는 공법에 있어서 과제가 되는 제품 폭이나 버링 형상에 수반하는, 금형의 축소(특히, 두께 방향의 축소나 지지 금형의 축소)에 의한 변형, 강도 부족을 회피하는 것이 가능하다 된다. 이 때문에, 금형 자체의 구조, 금형 고장의 저감 및 수명 향상에 의해 금형 비용을 저감할 수 있다. 또한, 셋업 공정 수의 저감이나, 안정된 버링 품질을 얻을 수 있다. 또한, 제품 폭의 축소나 제1 관통홀(51)의 주변 형상의 제약도 제거되기 때문에, 레이아웃의 자유도가 증가하여, 고강도화나 경량화에 기여할 수 있다.

제1 절곡 공정에서의 예비 절곡은 본체부(20)의 2개의 측벽(21, 22)을 구성하는 부분을 펀치(106)(제1 펀치)에 의해 누르면서 행한다. 이와 같이 구성함으로써, 접힌 부분(72)을 정확하게 부착할 수 있다.

제1 연결부(31)를 구성하는 부분은 상승한 플랜지(51a) 주위의 판면을 포함한다. 제1 절곡 공정에서의 예비 절곡은, 플랜지(51a)의 주위의 판면을 펀치(106)(제1 펀치)에 의해 누르면서 행해진다. 이와 같이 구성함으로써, 제1 관통홀(51)의 동축도 및 진원도를 보다 정확하게 유지하면서 접힌 부분(72)을 부착할 수 있다.

단계적인 절곡 가공은 제2 절곡 공정에 이어 제1 연결부(31)를 구성하는 부분의 펀치(106)(제1 펀치)에 의한 누름을 중단한 채로 본체부(20)의 기부(23)를 구성하는 부분을 펀치(110)(제3 펀치)에 의해 누르면서 2개의 측벽(21, 22)을 구성하는 부분이 서로 마주하고, 또한, 제1 연결부(31)의 한 쌍의 제1 관통홀(51)의 축선이 일치한 상태로 마주할 때까지 절곡을 수행되는 제3 절곡 공정을 더 포함한다. 이와 같이 구성함으로써, 본체부(20)의 2개의 측벽(21, 22)을 기부(23)에 대하여 90도로 구부리고, 제1 연결부(31)의 2개의 제1 판부(41)가 평행하게 마주하게 할 수 있다.

본체부(20)의 기부(23)는, 측벽(21, 22)의 면상에서의 X 방향을 따르는 선분과의 치수가, X 방향의 단부를 향함에 따라 서서히 커지는 만곡 형상을 구비한다. 단계적인 절곡 가공은, 한 쌍의 제1 관통홀(51)을 형성하기 전의 피가공재(W) 중 기부(23)를 구성하는 부분을 만곡 형상에 맞춘 곡률로 절곡하는 공정을 더 구비한다. 이와 같이 구성함으로써, 서스펜션 암(10)의 만곡 형상에 수반하여 암의 경량화를 도모할 수 있다.

측벽(21, 22)에 있어서 기부(23)에 대해 반대측의 단부는, 측벽 (21, 22)의 면상의 X 방향을 따른 선분과의 치수가 X 방향의 단부를 향함에 따라 점차 커지는 만곡 형상을 구비한다. 이와 같이 구성함으로써, 서스펜션 암(10)의 만곡 형상에 수반하여 암의 경량화를 도모할 수 있다.

본체부(20)는 X 방향에 직교하는 단면에서 2개의 측벽(21, 22)의 단면이 서로 마주하는 내향 리브부(24, 25)를 구비한다. 단계적인 절곡 가공은, 한 쌍의 제1 관통홀(51)을 형성하기 전의 피가공재(W) 중 내향 리브부(24, 25)를 구성하는 부분을 절곡하는 리브 절곡 공정을 더 구비한다. 이와 같이 구성함으로써, 본체부(20)의 2개의 측벽(21, 22)에 있어서의 단면이 간극(26)을 개재하여 마주하는 개방 단면의 중공 형상을 형성할 수 있다.

(금형 및 펀치의 형상의 변형예)

도 13(A) ~ (D)는 제2 절곡 공정에 사용되는 금형 및 펀치의 변형 예를 나타내는 단면도이다.

본체부(20)의 기부(23)의 단면 형상은 실시 형태와 같이 평면 형상 (도 9(B) 참조)의 경우에 한정되지 않고, 적절히 형상을 변경할 수있다.

도 13(A)에 나타내는 금형(121) 및 펀치(122)는, 기부(23)의 단면 형상을 M 절곡 형상으로 형성한다. 도 13(B)에 도시된 금형(123) 및 펀치(124)는 기부(23)의 단면 형상을 U 절곡 형상으로 형성한다. 도 13(C)에 도시된 금형(125) 및 펀치(126)는 기부(23)의 단면 형상을 굴곡 형상으로 형성한다. 도 13(D)에 도시된 금형(127) 및 펀치(128)는 기부(23)의 단면 형상을 어깨 R(반경) 비드(shoulder R (radius) bead) 형상으로 형성한다.

본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 적절히 변경할 수 있다. 예를 들어, 제2 관통홀(52)은 버링 가공에 의해 형성될 수 있다.

실시 형태의 서스펜션 암(10)은 도 3(A)에 도시된 형태를 갖지만, 본 발명은 이 경우에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 도 3(B) 및 도 3(C)에 도시된 형태의 서스펜션 암(60b, 60c)에도 적용 가능하다. 또한, 도시하지 않지만, 본체부(20)의 기부(23)가 만곡 형상을 갖고, 측벽(21, 22)에 있어서 기부(23)에 대하여 반대측의 단부(내향 리브부(24, 25)의 상면)가 직선 형상을 구비하는 형태의 서스펜션 암에도 본 발명의 적용이 가능하다.

10 차량용 서스펜션 암,
20 본체부,
21, 22 측벽,
23 기부,
24, 25 내향 리브부,
26 간극
31 제1 연결부(연결부),
32 제2 연결부,
41 제1 판부,
42 제2 판부,
51 제1 관통홀(관통홀),
51a 플랜지,
51b 파일럿 홀,
52 제2 관통홀,
60a 서스펜션 암,
60b 서스펜션 암,
60c 서스펜션 암,
72 제1 절곡 공정에 의해 부여된 접힌 부분,
101 플랜지 절곡 공정에 사용하는 금형,
102 플랜지 절곡 공정에 사용하는 펀치,
103 버링 공정에 사용하는 금형,
104 버링 공정에 사용하는 펀치,
105 제1 절곡 공정에 사용하는 금형,
106 제1 절곡 공정에 사용하는 펀치(제1 펀치),
107 제2 절곡 공정에 사용하는 금형,
108 제2 절곡 공정에 사용하는 펀치(제2 펀치),
109 제3 절곡 공정에 사용하는 금형,
110 제3 절곡 공정에 사용하는 펀치(제3 펀치),
W 피가공재.

Claims (11)

1. 피가공재에 버링 가공에 의해 판면으로부터 상승한 원통 형상의 플랜지를 구비하는 적어도 한 쌍의 관통홀을 형성하고, 상기 피가공재에 단계적인 절곡 가공을 실시함으로써, 중공 본체부와 한 쌍의 관통홀의 축선이 일치하는 상태에서 마주하는 연결부를 구비하는 차량용 서스펜션 암의 제조 방법으로,
   상기 본체부는 마주하는 2개의 측벽과 2개의 상기 측벽을 연결하는 기부를 구비하며 일 방향으로 신장하고,
   상기 연결부는 2개의 상기 측벽의 상기 일 방향의 단부로부터 상기 일 방향을 따라 신장하며 서로 이격되어 마주하고,
   상기 단계적인 절곡 가공은:
   상기 피가공재 중 상기 본체부의 상기 기부를 구성하는 부분 및 상기 연결부를 구성하는 부분을 제1 펀치로 누르면서 예비 절곡을 행하는 제1 절곡 공정;
   상기 제1 절곡 공정에 이어, 상기 연결부를 구성하는 부분의 상기 제1 펀치에 의한 누름을 중단하는 한편 채 상기 본체부의 상기 기부를 구성하는 부분을 제2 펀치로 누르면서 상기 제1 절곡 공정에 의해 부여된 접힌 부분을 따라 절곡을 행하는 제2 절곡 공정;을 포함하는,
   차량용 서스펜션 암의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 절곡 공정에 있어서 예비 절곡은, 상기 본체부의 2개의 상기 측벽을 구성하는 부분을 또한 상기 제1 펀치로 누르면서 행하는,
   차량용 서스펜션 암의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 연결부를 구성하는 부분은, 상승한 상기 플랜지의 주변의 상기 판면을 포함하고,
   상기 제1 절곡 공정에 있어서 예비 절곡은, 상기 플랜지의 주변의 상기 판면을 상기 제1 펀치로 누르면서 행하는,
   차량용 서스펜션 암의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 절곡 공정에 이어서, 상기 연결부를 구성하는 부분의 상기 제1 펀치에 의한 누름을 중단한 채 상기 본체부의 상기 기부를 구성하는 부분을 제3 펀치로 누르면서 2개의 상기 측벽을 구성하는 부분을 서로 마주하고 상기 연결부의 한 쌍의 상기 관통홀의 축선이 일치한 상태로 마주할 때까지 절곡을 행하는 제3 절곡 공정을 더 포함하는,
   차량용 서스펜션 암의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 본체부의 상기 기부는, 상기 측벽의 면상에서 상기 일 방향을 따르는 선분과의 치수가 상기 일 방향의 단부를 향함에 따라 점차 커지는 만곡 형상을 구비하고,
   상기 단계적인 절곡 가공은, 한 쌍의 상기 관통홀을 형성하기 전의 상기 피가공재 중 상기 기부를 구성하는 부분을 상기 만곡 형상에 맞춘 곡률로 절곡하는 공정을 더 포함하는,
   차량용 서스펜션 암의 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 측벽에 있어서 상기 기부에 대해 반대측의 단부는, 상기 측벽의 면상에서 상기 일 방향을 따르는 선분과의 치수가 상기 일 방향의 단부를 향함에 따라 점차 커지는 만곡 형상을 구비하는,
   차량용 서스펜션 암의 제조 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 본체부는 상기 일 방향에 대해 직교하는 단면에 있어서 2개의 상기 측벽의 단면이 서로 마주하는 내향 리브부를 구비하고,
   상기 단계적인 절곡 가공은, 한 쌍의 상기 관통홀을 형성하기 전의 상기 피가공재 중의 상기 내향 리브부를 구성하는 부분을 절곡하는 리브 절곡 공정을 더 포함하는,
   차량용 서스펜션 암의 제조 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 차량용 서스펜션 암의 제조 방법에 의해 제조된 차량용 서스펜션 암.
9. 제8항에 있어서,
   상기 본체부의 상기 기부는 상기 측벽의 면상에서 상기 일 방향을 따르는 선분과의 치수가 상기 일 방향의 단부를 향함에 따라 점차 커지는 만곡 형상을 구비하는,
   차량용 서스펜션 암.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 측벽에 있어서 상기 기부에 대해 반대측의 단부는 상기 측벽의 면상에서 상기 일 방향을 따르는 선분과의 치수가 상기 일 방향의 단부를 향함에 따라 점차 커지는 만곡 형상을 구비하는,
    차량용 서스펜션 암.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 일 방향에 대해 직교하는 단면에 있어서 2개의 상기 측벽의 단면이 서로 마주하는 내향 리브부를 구비하는,
    차량용 서스펜션 암.
    

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