KR20190118915A - Lightweight hollow piston rod and damper including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 중간의 중공관 및 양쪽의 제1 엔드블록과 제2 엔드블록을 포함하는 피스톤로드를 제공한다. 제1 및 제2 엔드블록은, 중공관의 양쪽 단부에 각각 접합된 바디 및 바디로부터 각각 연장된 헤드를 포함한다. 바디에는 중공관의 중공과 연통하는 바디 홈이 형성되고, 헤드에는 바디 홈과 연통하는 헤드 홈이 형성됨으로써, 본 발명에 따른 피스톤로드는 경량화 면에서 보다 유리한 이점이 있다.
또한, 본 발명은 이와 같이 구성된 피스톤로드를 포함하는 차량용 댐퍼 등을 제공한다.The present invention provides a piston rod including an intermediate hollow tube and both first and second end blocks. The first and second endblocks comprise bodies respectively joined to both ends of the hollow tube and heads extending from the bodies, respectively. The body is formed in the body groove communicating with the hollow of the hollow tube, the head is formed in the head communicating with the body groove, the piston rod according to the present invention has a more advantageous advantage in terms of light weight.
In addition, the present invention provides a vehicle damper and the like including the piston rod configured as described above.
Description
본 발명의 실시예는 주로 제진이나 완충기능을 수행하는 댐퍼에 적용되는 피스톤로드에 관한 것이다.Embodiment of the present invention relates to a piston rod mainly applied to the damper to perform the damping or cushioning function.
댐퍼는 진동, 충격 등을 감쇠시킬 목적으로 다양한 분야에서 사용되고 있다. 일례로, 차량(자동차, 철도차량 등)의 차체와 바퀴 사이에 댐퍼를 적용하여 주행과정에서 바퀴로부터 차체로 전달되는 진동이나 충격을 완화시키고 있다. 다른 예로, 도어 - 자동차의 드렁크도어(trunk door)일 수 있다. - 에 댐퍼를 설치하여 도어가 급격히 개폐됨에 따른 소음이나 충격을 완화시키고 있다.Dampers are used in various fields for the purpose of damping vibrations, shocks, and the like. For example, a damper is applied between a vehicle body and a wheel of a vehicle (car, railroad vehicle, etc.) to mitigate vibration or shock transmitted from the wheel to the vehicle body during the driving process. As another example, the door may be a trunk door of a vehicle. -A damper is installed on the damper to mitigate the noise or shock caused by the door opening and closing rapidly.
일반적으로, 이와 같은 댐퍼는, 일정한 길이를 가진 댐퍼튜브(damper tube), 댐퍼튜브의 내부에 길이방향 한쪽이 왕복이동 가능하게 삽입된 피스톤로드, 피스톤로드의 한쪽 단부에 결합된 피스톤(piston)을 포함하고, 피스톤의 이동방향에 따라 수축 감쇠력 또는 신장 감쇠력이 발생하도록 구성된다.Generally, such a damper includes a damper tube having a constant length, a piston rod having a longitudinal one side reciprocally inserted in the damper tube, and a piston coupled to one end of the piston rod. And contracting damping force or stretching damping force depending on the direction of movement of the piston.
여기에서, 피스톤로드는 근래에 들어 경량화, 재료 절감 등을 목적으로 중공관(hollow pipe)을 이용하여 제조하고 있다. 중공관을 이용하여 제조한 종래기술의 피스톤로드가 도 1에 단면도로 도시되어 있다. 이를 살펴보면 다음과 같다.Here, the piston rod has recently been manufactured using hollow pipes for the purpose of weight reduction, material saving, and the like. Prior art piston rods made using hollow tubes are shown in cross-section in FIG. This is as follows.
도 1을 참조하면, 피스톤로드는 중공관(1) 및 두 엔드블록(end block, 3, 5)을 포함하는바, 중간 부분이 중공관(1)으로 구성되고, 양쪽 단부가 각각 두 엔드블록(3, 5)으로 구성된다. 두 엔드블록(3, 5)은, 중공관(1)의 양쪽 단부에 각각 이어진 원통 형상의 바디(body, 3b, 5b) 및 바디(3b, 5b)로부터 각각 연장된 원기둥 형상의 헤드(head, 3h, 5h)를 포함한다.Referring to Figure 1, the piston rod comprises a hollow tube (1) and two end blocks (end blocks, 3, 5), the middle portion is composed of a hollow tube (1), both ends of the two end blocks, respectively It consists of (3, 5). The two
이와 같은 종래기술의 피스톤로드는 두 엔드블록(3, 5)의 바디(3b, 5b)가 원통 형상으로 형성되므로 바디(3b, 5b)의 내부에 중공관(1) 내 빈 공간인 중공과 연통하는 홈이 형성된다. 그러므로, 종래기술의 피스톤로드는, 내부에 중공관(1)으로부터 양쪽의 바디(3b, 5b)까지 길이방향을 따라 연장된 중공영역을 가지지만, 양쪽의 헤드(3h, 5h)의 내부가 모두 채워진 구조를 가지기 때문에, 경량화와 재료 절감 면에서 한계가 따를 수밖에 없는 문제점이 있다.The piston rod of the related art communicates with the hollow, which is an empty space in the
종래기술의 피스톤로드는, 두 엔드블록(3, 5)의 바디(3b, 5b)가 중공관(1)의 양쪽 단부에 각각 마찰용접(friction welding)으로 접합되는바, 중공관(1)과 두 엔드블록(3, 5)을 준비하는 단계, 마찰용접을 수행하는 단계, 담금질처리와 뜨임처리를 차례로 수행하는 단계를 거쳐 제조된다. 도 1의 도면부호 2 및 4는 중공관(1)과 두 엔드블록(3, 5) 사이 각각에 마찰용접으로 형성된 접합 부분이다.The piston rod of the prior art is that the body (3b, 5b) of the two end blocks (3, 5) are joined to both ends of the hollow tube (1) by friction welding, respectively, the hollow tube (1) and It is prepared through the steps of preparing the two end blocks (3, 5), performing a friction welding, and then quenching and tempering.
마찰용접단계는, 마찰용접기(friction welder)에서 이루어지는바, 중공관(1)과 엔드블록(3, 5)을 마찰용접기의 척(chuk)으로 각각 척킹하고 회전시킴과 아울러 근접시키면서 접합한다. 이렇게 획득된 용접물은 마찰열에 의하여 고온으로 가열된 접합 부분(2, 4)을 냉각시켜야 하므로 마찰용접기에서 척킹된 상태로 소정 시간 동안 방치된다.The friction welding step is performed in a friction welder, in which the
담금질처리는 중공관(1)에 대하여 양쪽의 두 접합 부분(2, 4)을 포함하지 않는 범위에서 이루어진다. 뜨임처리는 담금질처리를 수행한 부분 및 양쪽의 두 접합 부분(2, 4)을 포함하는 범위에 대하여 이루어진다.Quenching is performed in the range which does not include the two joining
종래기술의 피스톤로드를 제조하는 방법은 마찰용접기에서 용접물의 접합 부분(2, 4) 냉각 시에 접합 부분(2, 4)의 열이 열전도에 의하여 마찰용접기의 척으로 전달되어 외부로 급격하게 방출되므로 접합 부분(2, 4)이 급랭한다. 이러한 급랭현상은 접합 부분(2, 4)에 대하여 담금질처리를 수행한 것과 같은 효과(경도 상승)를 제공한다. 이에, 이후의 열처리단계에서 담금질처리 수행 시 담금질범위에 접합 부분(2, 4)을 포함시키면, 접합 부분(2, 4)은 경도가 과도하게 상승되면서 취성이 증대된다.The method of manufacturing the piston rod of the prior art is that in the friction welding machine, the heat of the joining parts (2, 4) is transferred to the chuck of the friction welding machine by heat conduction and rapidly released to the outside during cooling of the joining parts (2, 4) of the weld. Therefore, the
그러므로, 종래기술의 피스톤로드를 제조하는 방법은, 접합 부분(2, 4)을 제외하고, 접합 부분(2, 4)으로부터 용접물의 중앙 쪽으로 소정 거리(D1, D2) 이격된 위치 사이에 한하여 담금질처리를 수행하는바, 엔드블록(3, 5)에 대하여 적절한 담금질처리를 수행하지 못하는 점 때문에, 용접물에서 헤드(3h, 5h)를 비롯하여 엔드블록(3, 5) 전체의 경도가 상대적으로 취약할 수밖에 없다는 문제점이 있다. 물론, 엔드블록(3, 5)의 경도 상승을 위하여 엔드블록(3, 5)에 대하여 별도로 담금질처리를 수행할 수도 있겠지만, 그러면 공정 추가로 인하여 제조성이 저하되는 문제점을 감수하여야만 한다.Therefore, the method of manufacturing the piston rod of the prior art is quenched only between the positions spaced apart from the joining
또, 종래기술의 피스톤로드를 제조하는 방법은, 담금질처리 수행 시 접합 부분(2, 4)을 포함하지 않는 담금질범위만을 요구의 온도로 가열하여야 하기 때문에, 담금질범위를 벗어난 부분(특히, 접합 부분)에 대한 담금질처리가 방지되도록 별도의 차단구조를 적용하여야 하거나 가열온도, 위치 등을 정밀하게 제어하여야 하는 어려움이 있다.In addition, in the method of manufacturing the piston rod of the prior art, only the quenching range that does not include the joining
본 발명의 실시예는, 경량화의 향상 면에서 보다 유리한 피스톤로드 및 이를 포함하는 댐퍼를 제공하는 데 목적이 있다.Embodiments of the present invention have an object to provide a piston rod and a damper including the same more advantageous in terms of weight reduction.
또한, 본 발명의 실시예는, 마찰용접으로 인한 접합 부분의 경시변화 파괴가 방지되고 엔드블록의 경도가 우수한 피스톤로드 및 이를 포함하는 댐퍼를 제공하는 데 목적이 있다.In addition, an embodiment of the present invention, an object of the present invention is to provide a piston rod and a damper including the same, which prevents breakage of the joining portion due to friction welding over time and has excellent hardness of the end block.
해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.The problem to be solved is not limited thereto, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 실시예에 따르면, 중간 부분을 구성하는 중공관 및 각각 양단 부분을 구성하는 제1 엔드블록과 제2 엔드블록을 포함하고, 상기 제1 엔드블록과 상기 제2 엔드블록은, 상기 중공관의 양쪽 단부에 각각 이어진 바디와; 상기 바디로부터 각각 연장된 헤드를 포함하며, 상기 바디에는 상기 중공관의 중공과 연통하는 바디 홈이 형성되고, 상기 헤드에는 상기 바디 홈과 연통하는 헤드 홈이 형성된, 피스톤로드가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a hollow tube constituting an intermediate portion and a first end block and a second end block constituting both end portions, respectively, the first end block and the second end block, the hollow Bodies respectively connected to both ends of the tube; A piston rod may be provided, each of which includes a head extending from the body, wherein the body has a body groove communicating with the hollow of the hollow tube, and the head has a head groove communicating with the body groove.
상기 제1 엔드블록의 바디 및 상기 제2 엔드블록의 바디는 상기 중공관의 양쪽 단부에 각각 용접이음으로 접합되어, 상기 중공관과 상기 제1 엔드블록 사이 및 상기 중공관과 상기 제2 엔드블록 사이에는 각각 용접에 의한 제1 접합 부분 및 제2 접합 부분이 형성될 수 있다.The body of the first end block and the body of the second end block are respectively welded to both ends of the hollow tube, between the hollow tube and the first end block and between the hollow tube and the second end block. The first joining part and the second joining part by welding may be respectively formed in between.
본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드는, 상기 중공관, 상기 제1 엔드블록 및 상기 제2 엔드블록이 마찰용접기에서 접합되고, 상기 제1 접합 부분과 상기 제2 접합 부분에 대하여 공랭식으로 서랭이 수행되며, 상기 제1 접합 부분과 상기 제2 접합 부분을 포함하는 범위에 대하여 담금질처리 및 뜨임처리가 차례로 수행된 것일 수 있다.In the piston rod according to the embodiment of the present invention, the hollow tube, the first end block and the second end block are joined in a friction welding machine, and are cooled by air cooling with respect to the first joining portion and the second joining portion. The quenching treatment and tempering treatment may be sequentially performed for the range including the first bonding portion and the second bonding portion.
상기 제1 접합 부분 및 상기 제2 접합 부분은 상기 뜨임처리가 수행됨으로써 로크웰경도가 35HRc 내지 46HRc일 수 있다.The first bonding portion and the second bonding portion may have a Rockwell hardness of 35HRc to 46HRc by performing the tempering treatment.
본 발명의 실시예에 따르면, 피스톤로드의 중간 부분을 구성하는 중공관 및 각각 피스톤로드의 양단 부분을 구성하는 제1 엔드블록과 제2 엔드블록을 제작하는 준비단계와; 마찰용접기에서 상기 중공관의 양쪽 단부에 상기 제1 엔드블록과 상기 제2 엔드블록을 접합하고 접합된 상기 중공관과 상기 제1 엔드블록 사이의 제1 접합 부분 및 상기 중공관과 상기 제2 엔드블록 사이의 제2 접합 부분을 공랭하되, 상기 제1 접합 부분과 상기 제2 접합 부분에서 상기 중공관, 상기 제1 엔드블록 또는 상기 제2 엔드블록을 척킹한 마찰용접기의 척으로 전도되는 열량을 제어하여 냉각속도를 지연시키는 마찰용접 및 서랭단계와; 서랭이 이루어진 용접물(접합된 상기 중공관과 상기 제1 엔드블록, 또는 접합된 상기 중공관과 상기 제2 엔드블록, 또는 접합된 상기 중공관, 상기 제1 엔드블록 및 상기 제2 엔드블록을 일컫는다.)에 대하여 상기 제1 접합 부분과 상기 제2 접합 부분을 포함하는 범위에서 담금질처리 및 뜨임처리를 차례로 수행하는 열처리단계를 포함하는 피스톤로드 제조방법으로 제조됨으로써, 상기 중공관, 상기 제1과 제2 엔드블록 및 상기 제1과 제2 접합 부분을 포함하는, 피스톤로드가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a preparation step of manufacturing the first end block and the second end block constituting the hollow tube and each end portion of the piston rod constituting the middle portion of the piston rod; In the friction welding machine, the first end block and the second end block are joined to both ends of the hollow tube, and the first joining portion between the hollow tube and the first end block and the hollow tube and the second end are joined. Cooling the second joining portion between the blocks, the amount of heat conducted from the first joining portion and the second joining portion to the chuck of the friction welder chucking the hollow tube, the first end block or the second end block. A friction welding and slow cooling step of controlling and delaying a cooling rate; Weakly welded welds (the hollow tube and the first endblock joined, or the hollow tube and the second endblock joined, or the hollow tube, the first endblock and the second endblock joined) .) To the piston rod manufacturing method comprising a heat treatment step of sequentially performing a quenching and tempering treatment in the range including the first joining portion and the second joining portion, the hollow tube, the first and A piston rod can be provided, comprising a second endblock and the first and second joining portions.
본 발명의 실시예에 따르면, 중공관 및 제1 엔드블록을 마찰용접기의 제1 척과 제2 척 중 어느 하나와 다른 하나로 각각 척킹하고, 마찰용접을 개시하여 상기 중공관의 제1 단부에 상기 제1 엔드블록을 접합하는 제1 마찰용접단계와; 접합된 상기 중공관과 상기 제1 엔드블록 사이의 제1 접합 부분을 상기 마찰용접기에서 공랭하되, 상기 제1 접합 부분에서 상기 제1 척과 상기 제2 척 중 적어도 어느 하나 이상으로 전도되는 열량을 제어하여 냉각속도를 지연시키는 제1 서랭단계와; 상기 제1 서랭단계를 거친 1차 용접물(접합된 상기 중공관과 상기 제1 엔드블록을 일컫는다.)의 중공관 및 제2 엔드블록을 상기 제1척과 상기 제2 척 중 어느 하나와 다른 하나로 각각 척킹한 후, 마찰용접을 개시하여 상기 중공관의 제2 단부에 상기 제2 엔드블록을 접합하는 제2 마찰용접단계와; 접합된 상기 중공관과 상기 제2 엔드블록 사이의 제2 접합 부분을 상기 마찰용접기에서 공랭하되, 상기 제2 접합 부분에서 상기 제1 척과 상기 제2 척 중 적어도 어느 하나 이상으로 전도되는 열량을 제어하여 냉각속도를 지연시키는 제2 서랭단계와; 상기 제2 서랭단계를 거친 2차 용접물(접합된 상기 중공관, 상기 제1 엔드블록 및 제2 엔드블록을 일컫는다.)에 대하여 상기 제1 접합 부분 및 상기 제2 접합 부분을 포함하는 범위에서 담금질처리 및 뜨임처리를 차례로 수행하는 열처리단계를 포함하는 피스톤로드 제조방법으로 제조됨으로써, 상기 중공관, 상기 제1과 제2 엔드블록 및 상기 제1과 제2 접합 부분을 포함하는, 피스톤로드가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, each of the hollow tube and the first end block is chucked with one of the first chuck and the second chuck of the friction welder, respectively, and the friction welding is started to the first end of the hollow tube. A first friction welding step of joining the first end blocks; Cooling the first joint portion between the joined hollow tube and the first end block in the friction welding machine, and controlling the amount of heat conducted from the first joint portion to at least one of the first chuck and the second chuck. A first slow cooling step of delaying the cooling rate; The hollow tube and the second end block of the primary welded material (hereinafter referred to as the joined hollow tube and the first end block) that have passed through the first anneal step are respectively different from any one of the first chuck and the second chuck. A second friction welding step of joining the second end block to the second end of the hollow tube after chucking by initiating friction welding; Cooling the second joint portion between the joined hollow tube and the second end block in the friction welding machine, and controlling the amount of heat conducted from the second joint portion to at least one of the first chuck and the second chuck. A second slow cooling step of delaying the cooling rate; Quenching in the range including the first joining portion and the second joining portion with respect to the secondary weldment (which refers to the joined hollow tube, the first endblock, and the second endblock) passing through the second cooling step. Produced by a method for manufacturing a piston rod comprising a heat treatment step of sequentially performing the treatment and tempering treatment, the piston rod comprising the hollow tube, the first and second end blocks and the first and second joining portion is provided Can be.
여기에서, 상기 제1 서랭단계는 단위시간에 상기 제1 척과 상기 제2 척 중 상기 제1 엔드블록을 척킹한 상기 제1 척으로 전도되는 열량이 감소하도록 상기 제1 엔드블록 상에서 상기 제1 접합 부분으로부터 제1 설정간격만큼 이격된 제1 척킹영역에 상기 제1 척의 척킹면을 배치시킬 수 있다. 구체적으로는, 상기 제1 마찰용접단계에서 상기 제1 척의 척킹면이 상기 제1 척킹영역에 위치하도록 상기 제1 척을 척킹하고서 마찰용접을 개시함으로써, 상기 제1 척의 척킹면을 상기 제1 서랭단계에서 상기 제1 척킹영역에 배치시킬 수 있다.Here, the first cooling step is the first junction on the first end block to reduce the amount of heat conducted to the first chuck chucking the first end block of the first chuck and the second chuck in unit time The chucking surface of the first chuck may be disposed in a first chucking region spaced apart from the portion by a first predetermined interval. Specifically, in the first friction welding step, the chucking surface of the first chuck is started by chucking the first chuck so that the chucking surface of the first chuck is positioned in the first chucking region, thereby starting the frictional welding of the first chuck. In the step may be disposed in the first chucking region.
또한, 상기 제1 서랭단계는 단위시간에 상기 제1 척과 상기 제2 척 중 상기 중공관을 척킹한 상기 제2 척으로 전도되는 열량이 감소하도록 상기 중공관 상에서 상기 제1 접합 부분으로부터 제2 설정간격만큼 이격된 제2 척킹영역에 상기 제2 척의 척킹면을 배치시킬 수 있다. 구체적으로는, 상기 제1 마찰용접단계에서 상기 제2 척의 척킹면이 상기 제2 척킹영역에 위치하도록 상기 제2 척을 척킹하고서 마찰용접을 개시함으로써, 상기 제2 척의 척킹면을 상기 제1 서랭단계에서 상기 제2 척킹영역에 배치시킬 수 있다.In addition, the first cooling step is a second setting from the first bonding portion on the hollow tube to reduce the amount of heat conducted to the second chuck chucking the hollow tube of the first chuck and the second chuck in a unit time The chucking surface of the second chuck may be disposed in the second chucking regions spaced apart by an interval. Specifically, in the first friction welding step, the chucking surface of the second chuck is initiated by chucking the second chuck so that the chucking surface of the second chuck is located in the second chucking region, thereby making the chucking surface of the second chuck the first slow cooling. In the step may be disposed in the second chucking region.
또, 상기 제2 서랭단계는 단위시간에 상기 제1 척과 상기 제2 척 중 상기 제2 엔드블록을 척킹한 상기 제1 척으로 전도되는 열량이 감소하도록 상기 제2 엔드블록 상에서 상기 제2 접합 부분으로부터 제1 설정간격만큼 이격된 제1 척킹영역에 상기 제1 척의 척킹면을 배치시킬 수 있다. 구체적으로는, 상기 제2 마찰용접단계에서 상기 제1 척의 척킹면이 상기 제1 척킹영역에 위치하도록 상기 제1 척을 척킹하고서 마찰용접을 개시함으로써, 상기 제1 척의 척킹면을 상기 제2 서랭단계에서 상기 제1 척킹영역에 배치시킬 수 있다.In the second slow cooling step, the second bonding portion on the second end block may reduce the amount of heat conducted to the first chuck chucking the second end block of the first chuck and the second chuck in a unit time. The chucking surface of the first chuck may be disposed in a first chucking region spaced apart from the first set interval. Specifically, in the second friction welding step, the chucking surface of the first chuck is started by chucking the first chuck so that the chucking surface of the first chuck is positioned in the first chucking region, thereby starting the frictional welding of the first chuck. In the step may be disposed in the first chucking region.
또한, 상기 제2 서랭단계는 단위시간에 상기 제1 척과 상기 제2 척 중 상기 중공관을 척킹한 상기 제2 척으로 전도되는 열량이 감소하도록 상기 중공관 상에서 상기 제2 접합 부분으로부터 제2 설정간격만큼 이격된 제2 척킹영역에 상기 제2 척의 척킹면을 배치시킬 수 있다. 구체적으로는, 상기 제2 마찰용접단계에서 상기 제2 척의 척킹면이 상기 제2 척킹영역에 위치하도록 상기 제2 척을 척킹하고서 마찰용접을 개시함으로써, 상기 제2 척의 척킹면을 상기 제2 서랭단계에서 상기 제2 척킹영역에 배치시킬 수 있다.In addition, the second slow cooling step is a second setting from the second joining portion on the hollow tube to reduce the amount of heat conducted to the second chuck chucking the hollow tube of the first chuck and the second chuck in a unit time The chucking surface of the second chuck may be disposed in the second chucking regions spaced apart by an interval. Specifically, in the second friction welding step, the chucking surface of the second chuck is started by chucking the second chuck so that the chucking surface of the second chuck is located in the second chucking region, thereby making the chucking surface of the second chuck the second slow cooling. In the step may be disposed in the second chucking region.
상기 제1 설정간격은 10㎜ 내지 15㎜일 수 있다. 그리고, 상기 제2 설정간격은 10㎜ 내지 15㎜일 수 있다.The first predetermined interval may be 10mm to 15mm. The second predetermined interval may be 10 mm to 15 mm.
상기 척들 중 적어도 어느 하나 이상은 척킹면이 단열성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 또는 제2 서랭단계는, 상기 제1 척의 척킹면 및/또는 상기 제2 척의 척킹면을 상기 제1 또는 제2 접합 부분으로부터 상기 제1 또는 제2 설정간격만큼 이격된 상기 제1 또는 제2 척킹영역에 배치시키지 않고, 상기 단열성 물질의 고유한 열전도율에 의하여 단위시간에 상기 척들 중 적어도 어느 하나 이상으로 전도되는 열량을 감소시킬 수 있다.At least one of the chucks may be formed of a material in which the chucking surface has heat insulation. In this case, the first or second slow cooling step, wherein the chucking surface and / or the chucking surface of the second chuck is spaced apart from the first or second joining portion by the first or second set interval. The amount of heat conducted to at least one of the chucks in a unit time can be reduced by the intrinsic thermal conductivity of the insulating material without being disposed in the first or second chucking region.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 바와 같이 구성된 피스톤로드를 포함하는 차량용 댐퍼가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a vehicle damper including a piston rod configured as described above may be provided.
과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.Means for solving the problems will become more specific and clear through the embodiments, drawings, and the like described below. In addition, in the following, various solutions other than the above-mentioned solutions may be further presented.
본 발명의 실시예에 의하면, 두 엔드블록의 바디 내 바디 홈이 중공관 내 중공과 연통되고, 두 엔드블록의 헤드 내 헤드 홈이 바디 홈과 연통됨으로써, 피스톤로드의 내부에 중공관으로부터 양쪽 바디를 경유하여 양쪽 헤드의 일정한 깊이까지 길이방향을 따라 연장된 중공영역을 가지기 때문에, 한층 더 향상된 경량성을 제공할 수 있고, 이에 따라 적용 대상(예를 들어, 댐퍼)의 전체 무게를 감소시키는 데 일조할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the body grooves in the bodies of the two end blocks are in communication with the hollows in the hollow tube, and the head grooves in the heads of the two end blocks are in communication with the body grooves, thereby allowing both bodies from the hollow tubes inside the piston rod. By having a hollow region extending along the longitudinal direction to a constant depth of both heads via, it is possible to provide further improved lightness, thereby reducing the overall weight of the application object (e.g. damper). Can help.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 피스톤로드가, 중공관과 엔드블록 사이에 마찰용접으로 형성된 접합 부분을 마찰용접기에서 척으로 전도되는 손실 열량을 감소시키는 방식으로 서랭하여 급랭으로 인한 과도한 경도 상승을 방지하고, 접합 부분을 포함하는 범위에서 담금질처리를 수행하는 과정으로 제조되기 때문에, 담금질처리를 보다 단순화할 수 있는 등 전반적으로 간편하게 제조 가능하고, 엔드블록의 경도 향상을 도모할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the piston rod, by quenching the joint portion formed by friction welding between the hollow tube and the end block in a manner to reduce the amount of heat loss conducted from the friction welder to the chuck, excessive rise in hardness due to quenching Since it is manufactured by the process of performing quenching treatment in the range including a junction part, it can manufacture easily, such as simplification of quenching process more overall, and can improve the hardness of an end block.
도 1은 종래기술에 따른 피스톤로드의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드의 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드의 제조방법에 대한 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제조방법의 제1 마찰용접단계 및 제1 서랭단계의 일례를 나타낸다.
도 5는 도 3에 도시된 제조방법의 제1 마찰용접단계 및 제1 서랭단계의 다른 예를 나타낸다.
도 6은 도 3에 도시된 제조방법의 제2 마찰용접단계 및 제2 서랭단계를 나타낸다.
도 7은 도 3에 도시된 제조방법의 버(burr) 제거단계를 나타낸다.
도 8은 도 3에 도시된 제조방법의 열처리단계를 나타낸다.
도 9는 도 3에 도시된 제조방법의 전조단계를 나타낸다.1 shows a configuration of a piston rod according to the prior art.
2 shows a configuration of a piston rod according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a piston rod according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows an example of the first friction welding step and the first cooling step of the manufacturing method shown in FIG.
5 shows another example of the first friction welding step and the first cooling step of the manufacturing method shown in FIG. 3.
6 shows a second friction welding step and a second slow cooling step of the manufacturing method shown in FIG. 3.
FIG. 7 shows a burr removal step of the manufacturing method shown in FIG. 3.
8 shows a heat treatment step of the manufacturing method shown in FIG.
9 shows a precursor step of the manufacturing method shown in FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에서 구성요소의 크기나 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 데 사용되는 용어는 주로 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 용어에 대해서는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석하는 것이 마땅하겠다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. For reference, in the drawings referred to describe the embodiments of the present invention, the size of the component, the thickness of the line, etc. may be somewhat exaggerated for convenience of understanding. In addition, the terms used to describe the embodiments of the present invention are mainly defined in consideration of functions in the present invention, and may vary according to intentions, customs, and the like of users and operators. Therefore, the terms should be interpreted based on the contents throughout the present specification.
본 발명의 실시예는 경량화 면에서 보다 유리할 수 있도록 내부가 빈 구조를 가진 피스톤로드 등을 제시한다. 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드는 각종의 진동, 충격 등을 감쇠시키는 댐퍼에 적용되는 타입일 수 있다. 예를 들어, 댐퍼는 차량(자동차, 철도차량 등)에 적용되는 것일 수 있다. 구체적으로, 댐퍼는 차량의 바퀴와 차체 사이에서 주행 중 바퀴로부터 차체로 전달되는 진동이나 충격 등을 흡수하는 현가장치(suspension)를 구성할 수 있다. 이에 따라, 댐퍼는 고속 철도차량용 수직댐퍼(vertical damper)일 수도 있다.Embodiment of the present invention proposes a piston rod having an internal hollow structure and the like to be more advantageous in terms of weight. The piston rod according to the embodiment of the present invention may be a type applied to a damper for damping various vibrations, shocks, and the like. For example, the damper may be applied to a vehicle (car, railroad vehicle, etc.). Specifically, the damper may constitute a suspension that absorbs vibrations or shocks transmitted from the wheels to the vehicle body while driving between the vehicle wheels and the vehicle body. Accordingly, the damper may be a vertical damper for a high speed railway vehicle.
여기에서, 댐퍼는, 소정 길이 및 밀폐 구조를 가진 댐퍼튜브, 댐퍼튜브에 길이방향 한쪽이 댐퍼튜브의 길이방향을 따라 왕복이동 가능하게 삽입된 피스톤로드, 그리고 피스톤로드의 길이방향 한쪽 단부에 결합되어 댐퍼튜브의 내부에 배치된 피스톤을 포함하고, 피스톤의 이동방향에 따라 댐퍼튜브의 내부에서 밸브(valve) 및/또는 오리피스(orifice)를 통과하는 작동유체의 유동 저항을 변화시켜 수축 감쇠력이나 신장 감쇠력이 발생하도록 구성될 수 있다.Here, the damper is coupled to a damper tube having a predetermined length and a sealed structure, a piston rod having a longitudinal direction inserted into the damper tube so as to be reciprocally moved along the longitudinal direction of the damper tube, and one end of the piston rod in a longitudinal direction. It includes a piston disposed inside the damper tube, and the shrinkage damping force or the stretching damping force by varying the flow resistance of the working fluid passing through the valve and / orifice in the damper tube in accordance with the direction of movement of the piston This can be configured to occur.
본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드가 도 2에 부분단면도로 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드는, 중간에 배치된 중공관(10) 및 양쪽으로 배치된 두 엔드블록(30, 50)을 포함한다. 중공관(10)은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드의 중간 부분을 구성하고, 두 엔드블록(30, 50)은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드의 양쪽 단부를 각각 구성한다.A piston rod according to an embodiment of the invention is shown in partial cross section in FIG. As shown in FIG. 2, the piston rod according to the embodiment of the present invention includes a
중공관(10)과 두 엔드블록(30, 50)은 마찰용접으로 상호 견고하게 접합된다. 중공관(10)과 두 엔드블록(30, 50)은 모두 기계구조용 탄소강(예를 들어, SM45C)으로 이루어질 수 있다. 중공관(10)의 재질과 두 엔드블록(30, 50)의 재질은, 기계구조용 탄소강에 한정되지 않는바, 마찰용접이 가능한 금속재료 중에서 피스톤로드의 사용 목적 등에 따라 적합한 재료가 선택될 수 있다. 실시 조건 등에 따라서는, 중공관(10)과 두 엔드블록(30, 50)은 재질이 서로 다를 수도 있다.The
미들부재(middle member)인 중공관(10)은 직선형이고 일정한 길이를 가진다. 물론, 중공관(10)은 내부의 중공(12)을 가진다. 중공관(10)은 중공(12)이 길이방향을 따라 길이방향 양단까지 연장되어 길이방향 양단이 모두 개방되고 내부가 빈 형상으로 형성된다. 예를 들어, 중공관(10)은 인발가공으로 제작될 수 있다.The
엔드부재(end member)인 두 엔드블록(30, 50) 중 한쪽의 제1 엔드블록(30)은 중공관(10)의 길이방향 한쪽 단부인 제1 단부(10A)에 접합된다. 그리고, 두 엔드블록(30, 50) 중 다른 쪽의 제2 엔드블록(50)은 중공관(10)의 길이방향 다른 쪽 단부인 제2 단부(10B)에 접합된다. 구체적으로는, 제1 엔드블록(30)은 길이방향 양쪽의 제1 단부(30A)와 제2 단부(30B) 중 제2 단부(30B)가 중공관(10)의 제1 단부(10A)와 접합되고, 제2 엔드블록(50)은 길이방향 양쪽의 제1 단부(50A)와 제2 단부(50B) 중 제1 단부(50A)가 중공관(10)의 제2 단부(10B)와 접합된다.The
제1 엔드블록(30)은, 제1 엔드블록(30)의 제2 단부(30B)를 가진 바디(31) 및 제1 엔드블록(30)의 제1 단부(30A)를 가진 헤드(35)를 포함한다. 제1 엔드블록(30)의 제2 단부(30B)는 바디(31)의 길이방향 양쪽의 제1 단부와 제2 단부 중 제2 단부에 해당되고, 제1 엔드블록(30)의 제1 단부(30A)는 헤드(35)의 길이방향 양쪽의 제1 단부와 제2 단부 중 제1 단부에 해당된다. 중공관(10)의 제1 단부(10A)와 접합된 제1 엔드블록(30)의 제2 단부(30B)는 중공관(10)의 제1 단부(10A)에 대응하도록 형성될 수 있다. 일례를 들면, 제1 엔드블록(30)의 제2 단부(30B)는 중공관(10)의 제1 단부(10A)와 동일하거나 유사한 횡단면 크기를 가지도록 형성될 수 있다.The
제1 엔드블록(30)의 바디(31)와 헤드(35)는 일체형으로 형성될 수 있다. 제1 엔드블록(30)의 헤드(35)는, 바디(31)의 제1 단부로부터 돌출되고, 로드 형상을 가지도록 형성된다. 제1 엔드블록(30)의 바디(31)는 그것의 제2 단부에 중공관(10)의 중공(12)과 연통하는 바디 홈(32)이 소정 깊이로 형성되고, 제1 엔드블록(30)의 헤드(35)는 그것의 제2 단부에 바디(31)의 바디 홈(32)과 연통하는 헤드 홈(36)이 소정 깊이로 형성되어, 제1 엔드블록(30)은 제2 단부(30B)로부터 헤드(35) 내로 소정 깊이까지 연장된 홈을 가진다.The
제2 엔드블록(50)은, 제2 엔드블록(50)의 제1 단부(50A)를 가진 바디(51) 및 제2 엔드블록(50)의 제2 단부(50B)를 가진 헤드(55)를 포함한다. 제2 엔드블록(50)의 제1 단부(50A)는 바디(51)의 길이방향 양쪽의 제1 단부와 제2 단부 중 제1 단부에 해당되고, 제2 엔드블록(50)의 제2 단부(50B)는 헤드(55)의 길이방향 양쪽의 제1 단부와 제2 단부 중 제2 단부에 해당된다. 중공관(10)의 제2 단부(10B)와 접합된 제2 엔드블록(50)의 제1 단부(50A)는 중공관(10)의 제2 단부(10B)에 대응하도록 형성될 수 있다. 일례를 들면, 제2 엔드블록(50)의 제1 단부(50A)는 중공관(10)의 중공관(10)의 제2 단부(10B)와 동일하거나 유사한 횡단면 크기를 가지도록 형성될 수 있다.The
제2 엔드블록(50)의 바디(51)와 헤드(55)는 일체형으로 형성될 수 있다. 제2 엔드블록(50)의 헤드(55)는, 바디(51)의 제2 단부로부터 돌출되고, 로드 형상을 가지도록 형성된다. 제2 엔드블록(50)의 바디(51)는 그것의 제1 단부에 중공관(10)의 중공(12)과 연통하는 바디 홈(52)이 소정 깊이로 형성되고, 제2 엔드블록(50)의 헤드(55)는 그것의 제1 단부에 바디(51)의 바디 홈(52)과 연통하는 헤드 홈(56)이 소정 깊이로 형성되어, 제2 엔드블록(50)은 제1 단부(50A)로부터 헤드(55) 내로 소정 깊이까지 연장된 홈을 가진다.The
제1 엔드블록(30)의 헤드(35)의 외주와 제2 엔드블록(50)의 헤드(55)의 외주에는 각각 수나사(37, 57)가 형성된다. 제1 엔드블록(30)의 수나사(37)와 제2 엔드블록(50)의 수나사(57) 중에서, 어느 하나는 너트 등을 사용하여 댐퍼에 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드를 적용하는 데 이용될 수 있고, 다른 하나는 너트(N) 등을 사용하여 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드에 피스톤(P)을 적용하는 데 이용될 수 있다.
제1 엔드블록(30)과 제2 엔드블록(50)은, 중공관(10)과 접합된 쪽 단부(30A, 50B)가 중공관(10)의 길이방향 양쪽 단부(10A, 10B)에 각각 대응하도록 형성되므로 바디(31, 51)가 서로 동일하게 형성될 수 있으나, 수나사(37, 57)의 용도가 상이하므로 헤드(35, 55)의 길이, 굵기 등 형상이 서로 다를 수도 있다.The
이와 같은 제1 엔드블록(30)과 제2 엔드블록(50)은 둘 모두 단조가공에 의하여 수나사(37, 57) 없이 제작된 후 수나사(37, 57)가 전조가공에 의하여 형성될 수 있다.Both the
도 2에서 설명되지 않은 도면부호 20은 중공관(10)과 제1 엔드블록(30) 사이에 마찰용접으로 형성된 제1 접합 부분이다. 또한, 도면부호 40은 중공관(10)과 제2 엔드블록(50) 사이에 마찰용접으로 형성된 제2 접합 부분이다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드는, 바디(31, 51) 내 바디 홈(32, 52)이 중공관(10) 내 중공(12)과 연통되고, 헤드(35, 55) 내 헤드 홈(36, 56)이 바디 홈(32, 52)과 연통됨에 따라, 내부에 중공관(10)으로부터 양쪽의 바디(31, 51)를 거쳐 양쪽의 헤드(35, 55)의 소정 깊이까지 길이방향을 따라 연장된 중공영역(도면부호 12, 32, 36, 52, 56 참조)을 가지기 때문에, 한층 향상된 경량성을 가진다.In the piston rod according to the embodiment of the present invention, the
도 3 내지 도 9에는 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드에 대한 제조방법이 예시되어 있다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드는 중공관(10)과 두 엔드블록(30, 50)의 준비단계 수행, 마찰용접단계 수행 이후 마찰용접단계에 의하여 형성된 접합 부분(20, 40)에 대하여 서랭단계 수행(도 4 내지 도 6 참조), 접합 부분(20, 40)의 버(burr) 제거단계 수행(도 7 참조), 경도 향상과 인성 부여를 위한 열처리단계 수행(도 8 참조) 및 수나사(37, 57)를 형성하기 위한 전조단계(도 9 참조) 수행의 순으로 제조할 수 있다. 이러한 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.3 to 9 illustrate a manufacturing method for the piston rod according to the embodiment of the present invention. As shown in these figures, the piston rod according to an embodiment of the present invention is a joint portion formed by the friction welding step after performing the preparatory step of performing the
먼저, 중공(12)이 형성되고 요구하는 길이로 형성된 중공관(10)을 준비한다. 아울러, 바디 홈(32, 52)이 형성된 바디(31, 51)와 헤드 홈(36, 56)이 형성된 헤드(35, 55)를 포함하되, 수나사(37, 57)가 제외된 두 엔드블록(30, 50)을 준비한다.First, a
여기에서, 중공관(10)과 두 엔드블록(30, 50)은 기계구조용 탄소강으로 이루어질 수 있다. 또한, 중공관(10)은 인발가공으로 제작될 수 있고, 두 엔드블록(30, 50)은 단조가공으로 제작될 수 있다.Here, the
마찰용접단계는, 중공관(10)과 제1 엔드블록(30)을 접합하는 제1 마찰용접단계 및 제1 엔드블록(30)과의 접합이 이루어진 중공관(10)과 제2 엔드블록(50)을 접합하는 제2 마찰용접단계로 구분된다. 또한, 서랭단계는, 접합된 중공관(10)과 제1 엔드블록(30) 사이의 제1 접합 부분(20)을 상대적으로 천천히 냉각시키는 제1 서랭단계 및 제2 마찰용접단계에 의하여 접합된 중공관(10)과 제2 엔드블록(50) 사이의 제2 접합 부분(40)을 상대적으로 천천히 냉각시키는 제2 서랭단계로 구분된다. 즉, 마찰용접단계와 서랭단계는 제1 마찰용접단계 후 제1 서랭단계(도 4, 5 참조), 제2 마찰용접단계 후 제2 서랭단계(도 6 참조)의 순으로 수행된다.The friction welding step may include a
마찰용접단계에는 마찰용접기가 이용된다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 마찰용접기는, 엔드블록(30, 50)을 척킹하는 제1 척(61) 및 중공관(10)을 척킹하는 제2 척(65)을 포함한다. 마찰용접기는 중공관(10)과 제1 엔드블록(30) 또는 중공관(10)과 제2 엔드블록(50)을 일직선 상에서 서로 대향하는 상태로 척킹하는 것이 가능하도록 구성된다. 또한, 제1 척(61)과 제2 척(65)이 회전 가능함과 아울러 서로에 대하여 이격되고 접근되는 방향으로 이동 가능하게 구성된다.In the friction welding step, a friction welding machine is used. 4 to 6, the friction welding machine includes a
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 마찰용접단계에서는 제1 엔드블록(30)과 중공관(10)이 제1 척(61)과 제2 척(65)에 의하여 각각 척킹되어 중공관(10)의 제1 단부(10A)와 제1 엔드블록(30)의 제2 단부(30B)가 서로 정면으로 대향하는 상태에서 마찰용접이 이루어진다.As shown in FIG. 4, in the first friction welding step, the
여기에서, 중공관(10)과 제1 엔드블록(30)의 접합은, 두 척(61, 65) 중 적어도 어느 하나 이상을 고속으로 회전시키고, 이 같은 상태에서 두 척(61, 65) 중 적어도 어느 하나 이상을 이동시켜 중공관(10)과 제1 엔드블록(30)을 접근시키며, 이로 인하여 소정 온도의 마찰열이 발생하면, 회전을 중지시킨 후, 중공관(10)의 제1 단부(10A)와 제1 엔드블록(30)의 제2 단부(30B)를 소정 압력으로 누르는 식으로 진행될 수 있다.Here, the joining of the
이와 같은 제1 마찰용접단계에 의하면, 중공관(10)과 제1 엔드블록(30)은 제1 단부(10A)와 제2 단부(30B)가 서로 접합되어, 중공관(10)과 제1 엔드블록(30) 사이에는 마찰용접에 의한 제1 접합 부분(20)이 형성된다. 이 때, 제1 접합 부분(20)은 내부와 외부로 각각 돌출된 버(21, 22)를 가진다.According to the first friction welding step, the
제1 서랭단계에서는 제1 마찰용접단계에서 마찰열에 의하여 고온으로 가열된 제1 접합 부분(20)을 마찰용접기에서 서랭하여 제1 접합 부분(20)의 경도가 급랭으로 인하여 담금질처리를 수행한 것과 같이 상승되는 것을 방지한다. 이러한 제1 서랭단계에서의 냉각은 공랭식으로 이루어진다. 예를 들어, 자연공랭식으로 이루어질 수 있다.In the first cooling step, the first joining
마찰용접기에서 제1 접합 부분(20)을 공랭 시, 제1 접합 부분(20)의 열은 제1 엔드블록(30)을 척킹한 제1 척(61) 및 중공관(10)을 척킹한 제2 척(65)으로 전도되어 외부로 방출된다. 제1 서랭단계는, 이렇게 제1 접합 부분(20)에서 제1 척(61)과 제2 척(65)으로 전도됨에 따라 외부로 손실되는 열량을 감소시키는 제어를 수행함으로써, 제1 접합 부분(20)의 냉각속도를 지연시키는 방식에 의하여 제1 접합 부분(20)을 서랭한다.When the
구체적으로는, 제1 서랭단계는, 제1 엔드블록(30)에서 제2 단부(30B)(즉, 제1 접합 부분)로부터 맞은편의 제1 단부(30A) 쪽으로 미리 정한 제1 설정간격(G1)만큼 이격된 제1 척킹영역(A1)에 제1 척(61)의 척킹면(척킹을 위하여 지지하는 면)을 배치시킴으로써, 제1 척(61)을 통한 단위시간당 손실 열량이 감소되도록 제어한다. 아울러, 중공관(10)에서 제1 단부(10A)(즉, 제1 접합 부분)로부터 맞은편의 제2 단부(10B) 쪽으로 사전에 정한 제2 설정간격(G2)만큼 이격된 제2 척킹영역(A2)에 제2 척(65)의 척킹면(척킹을 위하여 지지하는 면)을 배치시킴으로써, 제2 척(65)을 통한 단위시간당 손실 열량 또한 감소되도록 제어하여 제1 접합 부분(20)의 냉각속도를 지연시킨다.Specifically, the first cooling step is a predetermined first predetermined interval G1 from the
즉, 중공관(10)과 제1 엔드블록(30)에서 제1 접합 부분(20)으로부터 각각 상대적으로 먼 위치(거리)에 제1 척(61)의 척킹면과 제2 척(65)의 척킹면을 배치하여 열전도에 의한 시간당 손실 열량을 감소(단위시간에 전도되는 열량은 거리에 반비례한다.)시키는 것이다.That is, the chucking surface of the
제1 척킹영역(A1)에 제1 척(61)의 척킹면을 배치하고 제2 척킹영역(A2)에 제2 척(65)의 척킹면을 배치하는 것은, 제1 마찰용접단계 완료 이후, 제1 서랭단계에서 제1 척(61)과 제2 척(65)을 각각 이동시켜서 제1 척(61)의 척킹면과 제2 척(65)의 척킹면을 각각 제1 척킹영역(A1)과 제2 척킹영역(A2)에 위치시키는 작동으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 접합 부분(20)으로부터 상대적으로 가까운 위치에서 상대적으로 먼 위치(제1 척킹영역과 제2 척킹영역)로 이동시킬 수 있다.Arranging the chucking surface of the
또는, 제1 마찰용접단계에서 제1 엔드블록(30)과 중공관(10)을 제1 척(61)과 제2 척(65)으로 각각 척킹하는 때 제1 척(61)의 척킹면과 제2 척(65)의 척킹면을 각각 제1 척킹영역(A1)과 제2 척킹영역(A2)에 미리 위치시킨 상태로 마찰용접을 수행한 후, 이렇게 척킹된 상태 그대로 제1 서랭단계를 수행할 수 있다. 이렇게 제1 마찰용접단계에서 제1 척킹영역(A1)과 제2 척킹영역(A2)에 각각 제1 척(61)의 척킹면과 제2 척(65)의 척킹면을 미리 배치하면 공정효율을 보다 향상(제1 마찰용접단계 완료 후 시간적 단절 없이 제1 서랭단계를 곧바로 수행 가능)시킬 수 있다. Alternatively, when chucking the
제1 설정간격(G1)과 제2 설정간격(G2)은 모두 10㎜ 내지 15㎜인 것이 바람직하다. 제1 마찰용접단계에서 제1 척킹영역(A1)과 제2 척킹영역(A2)에 제1 척(61)의 척킹면과 제2 척(65)의 척킹면을 미리 배치하는 경우, 마찰용접을 수행하는 과정에서 중공관(10)의 제1 단부(10A) 쪽과 제1 엔드블록(30)의 제2 단부(30B) 쪽이 소정 길이만큼 소실되므로, 이러한 소실 길이를 고려하여 제1 척킹영역(A1)과 제2 척킹영역(A2)을 각각 제1 접합 부분(20)으로부터 15㎜ 내지 20㎜ 이격시킨 영역으로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that both the 1st setting interval G1 and the 2nd setting interval G2 are 10 mm-15 mm. When the chucking surface of the
도 5에는 제1 마찰용접단계와 제1 서랭단계의 다른 예가 도시되어 있다. 제1 마찰용접단계와 제1 서랭단계의 다른 예는, 도 4에 도시된 제1 마찰용접단계와 제1 서랭단계의 일례와 비교하여 볼 때, 기타 구성은 모두 동일한 것에 대하여, 제1 척(61)의 척킹면과 제2 척(65)의 척킹면이 모두 우수한 단열성 물질(세라믹 등)로 형성되고, 이에 따라 제1 서랭단계 시 단열성 물질의 열전도율에 의하여 손실 열량이 감소되도록 제어할 수 있는 점만이 상이하다.5 shows another example of the first friction welding step and the first slow cooling step. Another example of the first friction welding step and the first slow cooling step is, in comparison with an example of the first friction welding step and the first slow cooling step shown in FIG. The chucking surface of the
도 6을 참조하면, 제2 마찰용접단계 및 제2 서랭단계는, 앞서 설명한 제1 마찰용접단계 및 제1 서랭단계와 비교하여 볼 때, 제1 엔드블록(30)과의 접합이 이루어진 중공관(10)과 제2 엔드블록(50)을 접합하고, 접합된 중공관(10)과 제2 엔드블록(50) 사이의 제2 접합 부분(40)을 서랭하는 점만이 상이하다.Referring to Figure 6, the second friction welding step and the second slow cooling step, compared with the first friction welding step and the first slow cooling step described above, the hollow tube made of the junction with the
물론, 제2 마찰용접단계에 의하면, 중공관(10)의 제2 단부(10B)와 제2 엔드블록(50)의 제1 단부(50A)는 서로 접합되어, 중공관(10)과 제2 엔드블록(50) 사이에는 마찰용접에 의한 제2 접합 부분(40)이 형성되고, 제2 접합 부분(40)은 내부와 외부로 각각 돌출된 버(41, 42)를 가진다.Of course, according to the second friction welding step, the
또한, 제2 서랭단계에 의하면, 제2 엔드블록(50)에서 제2 엔드블록(50)의 제1 단부(50A)(즉, 제2 접합 부분)로부터 제2 단부(50B) 쪽으로 사전에 정한 제1 설정간격(G1)만큼 이격된 제1 척킹영역(A1)에 제1 척(61)의 척킹면이 배치되고, 중공관(10)에서 중공관(10)의 제2 단부(10B)(즉, 제2 접합 부분)로부터 제1 단부(10A) 쪽으로 미리 정한 제2 설정간격(G2)만큼 이격된 제2 척킹영역(A2)에 제2 척(65)의 척킹면이 배치된 상태로 공랭이 이루어지므로, 제2 접합 부분(40)의 경도가 담금질처리를 수행한 것과 같이 상승되는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to the second slow cooling step, the
도 7은 버 제거단계를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 버 제거단계에서는 중공관(10)의 양쪽에 제1 엔드블록(30)과 제2 엔드블록(50)이 각각 접합되고 제2 서랭단계를 거친 용접물로부터 외부 버(22, 42)가 제거된다. 외부 버(22, 42)는 절삭가공으로 제거할 수 있다.7 shows the burr removal step. As illustrated in FIG. 7, in the burr removal step, the
여기에서는 버 제거단계를 제2 서랭단계 이후 수행하여 제1 접합 부분(20)의 외부 버(22)와 제2 접합 부분(40)의 외부 버(42)를 제거하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리, 버 제거단계는, 제1 서랭단계 후에 제1 접합 부분(20)의 외부 버(22)를 먼저 제거하는 제1 버 제거단계 및 제2 서랭단계 후 제2 접합 부분(40)의 외부 버(42)를 제거하는 제2 버 제거단계로 구분될 수 있다. 이에, 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드 제조방법은 제1 마찰용접단계, 제1 서랭단계, 제1 버 제거단계, 제2 마찰용접단계, 제2 서랭단계 및 제2 버 제거단계의 순으로 진행될 수 있다.Herein, the burr removing step is performed after the second slow cooling step to remove the
도 8은 열처리단계를 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, 열처리단계는, 외부 버(22, 42)가 모두 제거된 용접물에 대하여 제1 접합 부분(20)과 제2 접합 부분(40)을 모두 포함하는 범위에서 담금질처리와 뜨임처리를 차례로 수행한다.8 shows a heat treatment step. As shown in FIG. 8, the heat treatment step includes a quenching treatment in a range including both the first joining
담금질처리는 용접물을 고주파 가열방식으로 가열한 후 물 또는 기름을 이용하여 급랭시키는 방식으로 진행될 수 있다. 담금질처리에 의하면, 용접물의 경도나 강도를 증대시킬 수 있다. 뜨임처리는 소정 시간 동안 서랭하는 방식으로 이루어질 수 있다. 이러한 뜨임처리에 의하면, 담금질처리에 의하여 경화된 용접물(로크웰경도 46HRc 초과)에 인성을 부여할 수 있다. 이 때, 제1 접합 부분(20)과 제2 접합 부분(40)을 비롯한 용접물은 35HRc 내지 46HRc의 로크웰경도를 가진다.Quenching may be performed by heating the weld by a high frequency heating method and then quenching with water or oil. According to the quenching treatment, the hardness and strength of the welded material can be increased. Tempering may be done in a slow cooling manner for a predetermined time. According to this tempering treatment, toughness can be imparted to the welded material (Rockwell hardness of more than 46 HRc) hardened by the quenching treatment. At this time, the weldment including the first joining
여기에서, 중공관(10)에 대하여 제1 접합 부분(20)과 제2 접합 부분(40)을 포함하는 범위에서 담금질처리와 뜨임처리를 수행하는 경우, 중공관 준비단계에서 준비된 중공관(10)은 담금질처리를 하지 않은 것이고, 엔드블록 준비단계에서 준비된 두 엔드블록(30, 50)은 담금질처리를 한 것일 수 있다.Here, when the quenching treatment and tempering treatment in the range including the
또한, 용접물 전체 범위에 대하여 담금질처리와 뜨임처리를 수행하는 경우, 중공관 준비단계와 엔드블록 준비단계에서 준비된 중공관(10)과 두 엔드블록(30, 50)은 담금질처리를 하지 않을 것일 수 있다. 이 경우에, 본 발명의 실시예에 따른 피스톤로드 제조방법은 담금질처리 횟수를 줄여 공정을 단순화할 수 있다.In addition, when quenching and tempering are performed for the entire range of the weldment, the
도 9는 전조단계를 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, 용접물의 제1 엔드블록(30)과 제2 엔드블록(50)의 헤드(35, 55)에는 전조가공에 의하여 각각 수나사(37, 57)가 형성된다.9 shows the precursor stage. As shown in FIG. 9, the
다음의 표는 접합된 중공관(10)과 엔드블록(30, 50) 사이의 접합 부분(20, 40)에 대하여 설정간격(G1, G2)을 달리하고 서랭한 결과를 나타낸다. 물론, 시험은 설정간격(G1, G2)은 제외하고 나머지는 동일한 조건으로 수행하였고, 서랭 완료 후 접합 부분(20, 40)의 경도(로크웰경도)를 측정하였다.The following table shows the results obtained by differently setting and setting the cooling intervals G1 and G2 with respect to the
위의 표에서 확인되는 바와 같이, 설정간격(G1, G2)이 클수록 경도값이 낮아지는 것으로 나타났다. 경도값이 30HRc를 초과하면, 이후의 버 제거단계에서 외부 버(42)의 제거 작업성이 저하되고, 열처리단계에서 경도가 과도하게 상승되므로 바람직하지 않다.As confirmed in the above table, the larger the setting interval (G1, G2), the lower the hardness value. When the hardness value exceeds 30HRc, the workability of removing the
설정간격(G1, G2)이 15㎜를 초과하면, 급랭 방지 면에서는 유리하지만, 척킹 불량률이 상승되고 마찰용접단계에서 회전 및 가압이 부정확하게 이루어져 용접불량을 초래할 수 있으므로 바람직하지 않다.If the set intervals G1 and G2 exceed 15 mm, it is advantageous in terms of quenching prevention, but it is not preferable because the chucking failure rate is increased and rotation and pressurization are inaccurate in the friction welding step, which may lead to welding failure.
이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은, 각각 독립적으로 실시될 수도 있고, 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.The present invention has been described above, but the present invention is not limited to the disclosed embodiments and the accompanying drawings, and may be variously modified by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. In addition, the technical idea described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or two or more may be implemented in combination with each other.
10 : 중공관
20 : 제1 접합 부분
30 : 제1 엔드블록
31 : 제1 엔드블록의 바디
32 : 바디 홈
35 : 제1 엔드블록의 헤드
36 : 헤드 홈
40 : 제2 접합 부분
50 : 제2 엔드블록
51 : 제2 엔드블록의 바디
52 : 바디 홈
55 : 제2 엔드블록의 헤드
56 : 헤드 홈
61 : 제1 척
65 : 제2 척
A1 : 제1 척킹영역
A2 : 제2 척킹영역10: hollow tube
20: first bonding portion
30: first end block
31: body of the first endblock
32: body groove
35: head of the first endblock
36: head groove
40: second junction part
50: second end block
51: body of the second endblock
52: Body Home
55: head of the second endblock
56: head groove
61: the first chuck
65: second chuck
A1: first chucking area
A2: second chucking area
Claims (6)
상기 제1 엔드블록과 상기 제2 엔드블록은, 상기 중공관의 양쪽 단부에 각각 이어진 바디와; 상기 바디로부터 각각 연장된 헤드를 포함하며,
상기 바디에는 상기 중공관의 중공과 연통하는 바디 홈이 형성되고,
상기 헤드에는 상기 바디 홈과 연통하는 헤드 홈이 형성된,
피스톤로드.A hollow tube constituting the middle portion and a first end block and a second end block constituting both end portions,
The first end block and the second end block, the body connected to both ends of the hollow tube, respectively; A head each extending from the body,
The body is formed with a body groove in communication with the hollow of the hollow tube,
The head is formed with a head groove in communication with the body groove,
Piston rod.
상기 제1 엔드블록의 바디 및 상기 제2 엔드블록의 바디는 상기 중공관의 양쪽 단부에 각각 용접이음으로 접합되어, 상기 중공관과 상기 제1 엔드블록 사이 및 상기 중공관과 상기 제2 엔드블록 사이에는 각각 용접에 의한 제1 접합 부분 및 제2 접합 부분이 형성된,
피스톤로드.The method according to claim 1,
The body of the first end block and the body of the second end block are respectively welded to both ends of the hollow tube, between the hollow tube and the first end block and between the hollow tube and the second end block. Between each of the first joining portion and the second joining portion formed by welding,
Piston rod.
상기 중공관, 상기 제1 엔드블록 및 상기 제2 엔드블록이 마찰용접기에서 접합되고,
상기 제1 접합 부분과 상기 제2 접합 부분에 대하여 공랭식으로 서랭이 수행되며,
상기 제1 접합 부분과 상기 제2 접합 부분을 포함하는 범위에 대하여 담금질처리 및 뜨임처리가 차례로 수행된,
피스톤로드.The method according to claim 2,
The hollow tube, the first end block and the second end block are joined in a friction welder,
Cooling is performed by air cooling with respect to the said 1st junction part and the said 2nd junction part,
Quenching and tempering were performed sequentially on the range including the first joining portion and the second joining portion,
Piston rod.
상기 제1 접합 부분 및 상기 제2 접합 부분은 상기 뜨임처리가 수행됨으로써 로크웰경도가 35HRc 내지 46HRc인,
피스톤로드.The method according to claim 3,
Wherein the first bonding portion and the second bonding portion have a Rockwell hardness of 35HRc to 46HRc by performing the tempering treatment.
Piston rod.
상기 중공관, 상기 제1과 제2 엔드블록 및 상기 제1과 제2 접합 부분을 포함하는,
피스톤로드.A preparation step of manufacturing a hollow tube constituting the middle portion of the piston rod and a first end block and a second end block constituting both ends of the piston rod, respectively; In the friction welding machine, the first end block and the second end block are joined to both ends of the hollow tube, and the first joining portion between the hollow tube and the first end block and the hollow tube and the second end are joined. Cooling the second joining portion between the blocks, the amount of heat conducted from the first joining portion and the second joining portion to the chuck of the friction welder chucking the hollow tube, the first end block or the second end block. A friction welding and slow cooling step of controlling and delaying a cooling rate; By being manufactured by a piston rod manufacturing method comprising a heat treatment step of sequentially performing a quenching treatment and tempering treatment in the range including the first joining portion and the second joining portion with respect to the weld formed by the slow cooling,
Comprising the hollow tube, the first and second end blocks and the first and second joining portions,
Piston rod.
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KR1020180042392A KR20190118915A (en) | 2018-04-11 | 2018-04-11 | Lightweight hollow piston rod and damper including the same |
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JPS5873737A (en) | 1981-10-28 | 1983-05-04 | Omron Tateisi Electronics Co | Electric contact material |
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