KR100650875B1 - 알루미늄재질과 스틸재질간 조립구조 및 이를 위한조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄재질과 스틸재질간 조립구조 및 이를 위한 조립방법에 관한 것으로, 스틸인서트를 알루미늄 재질에 압입 되더라도 알루미늄 부위을 변형시키지 않아 압입 부위의 강성 저하를 초래하지 않고, 풀-아웃 하중(Pull-Out Load) 규제를 만족함은 물론 스틸인서트의 필요 압입력도 낮추어 압입 장비에 의한 제반 불편을 해소함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 알루미늄재질과 스틸재질간 조립구조가 개구된 압입홀(1a)의 상·하 끝단부위에 밖으로 경사지게 절단한 상·하챔퍼(2,3, Chamfer)를 형성한 알루미늄부품(1)과,

상기 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)이 갖는 전체 길이에 비해 길게 형성된 변형길이(A)를 갖는 변형단(4a)을 형성해 상기 압입홀(1a)로 압입되는 스틸인서트(4)로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

알루미늄재질과 스틸재질간 조립구조 및 이를 위한 조립방법{Fixing structure between aluminum material and steel material and fixing method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 알루미늄재질과 스틸재질간 조립구조에 대한 구성도

도 2(가) 내지 (라)는 본 발명에 따른 알루미늄재질과 스틸재질간 조립방법에 대한 순서도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 알루미늄부품 1a : 압입홀

2,3 : 상·하챔퍼 4 : 스틸인서트

4a : 변형단 5 : 단차홀

A : 변형길이 P : 프레스

본 발명은 이종 재질간 조립에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄재질과 스틸재질간 조립구조 및 이를 위한 조립방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량을 이루는 섀시나 현가장치등의 부품들은 충분한 강성을 갖도록 스틸(Steel)재질로 이루어지지만, 최근 들어 재료의 발달로 인해 가벼우면서도 충분한 강성을 갖는 재료 특히, 물성이 가장 안정적이고 높아 구조용 부품에 용이하게 적용되는 알루미늄(Aluminum) 재질을 많이 사용하여 차량 경량화를 달성하는 추세이다.

하지만, 이와 같이 알루미늄 재질을 차량에 적용되는 경우에는 알루미늄과 스틸이 접촉하는 부위에 갈바닉(Galvanic) 부식 현상이 발생되는데, 예를 들어 주로 적용되고 있는 프론트 현가장치의 로어암(또는 어퍼암)과 차륜에 장착된 너클을 알루미늄으로 한 상태에서 이에 결합되는 볼 조인트가 스틸재질로 만들어진 경우, 상기 연결부위에서 갈바닉(Galvanic) 부식이 일어나 적용을 어렵게 하는 문제가 있게 된다.

이에 따라, 이와 같은 갈바닉(Galvanic) 부식현상을 방지하려면 스틸 인서트(Steel Insert)를 사용하게 되는데 이는, 예를 들어 알루미늄 재질로 된 로어암과 너클간을 연결하는 스틸재질 볼 조인트 부위에 상기 스틸 인서트(Steel Insert)를 압입하게 되면, 볼 조인트를 이루는 스터드(Stud)부위가 알루미늄에 직접적으로 접촉하지 않도록 해 갈바닉(Galvanic) 부식현상이 없이 알루미늄 재질의 부품을 적용할 수 있게 된다.

이때, 알루미늄 재질 로어암과 스틸 재질 볼조인트간의 결합에는 풀-아웃 하중(Pull-Out Load) 규제를 만족해야 만 하는데 즉, 볼조인트에 1000kgf - 2000kgf의 풀-아웃 하중(Pull-Out Load)을 가할 때, 상기 볼조인트와 함께 스틸 인서트가 로어 암으로부터 빠지지 않아야 되는 규제를 만족하여야 한다.

그러나, 이와 같은 스틸 인서트(Steel Insert)방식은 갈바닉(Galvanic) 부식현상을 방지하지만, 풀-아웃 하중(Pull-Out Load) 규제를 만족하기 위한 1000kgf - 2000kgf의 풀-아웃 하중(Pull-Out Load)은 알루미늄의 특성을 고려하는 경우 얻기 힘든 규제이므로, 이를 만족하기 위한 결합방식의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 스틸인서트를 알루미늄 재질에 압입 되더라도 알루미늄 부위에 대한 변형이 거의 없어 압입 부위의 강성 저하를 초래하지 않고, 풀-아웃 하중(Pull-Out Load) 규제를 만족함은 물론 알루미늄에 대한 스틸인서트의 필요 압입력도 낮추어 압입 장비에 의한 제반 불편을 해소함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 알루미늄재질과 스틸재질간 조립구조가 개구된 압입홀의 상·하 끝단부위에 밖으로 경사지게 절단한 상·하챔퍼(Chamfer)를 형성한 알루미늄부품과,

상기 알루미늄부품의 압입홀이 갖는 전체 길이에 비해 길게 형성된 변형길이를 갖는 변형단을 형성해 상기 압입홀로 압입되는 스틸인서트로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 알루미늄재질과 스틸재질간 조립방법은, 압입홀의 상·하 끝단부위에 밖으로 경사지게 절단한 형상으로 상·하챔퍼(Chamfer)를 형성한 알루미늄부품과, 상기 알루미늄부품의 압입홀 전체 길이에 비해 길게 초과 형성된 변형길이를 갖는 변형단을 형성한 스틸인서트를 준비하는 조립준비단계;

상기 스틸인서트를 알루미늄부품의 압입홀로 강제 압입하여, 상기 스틸인서트의 변형단이 알루미늄부품의 압입홀로부터 변형길이만큼 돌출 된 상태로 만드는 압입단계;

상기 스틸인서트의 변형단부위를 프레스로 가압해 알루미늄부품의 압입홀에 형성된 하부 챔퍼쪽으로, 상기 변형단이 벌어지면서 밀착되는 가압변형단계; 를 통해 수행되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 알루미늄재질과 스틸재질간 조립구조에 대한 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 알루미늄재질(예를 들어, 로어암)의 알루미늄부품(1)에는 개구된 압입홀(1a)의 상·하 끝단부위에 밖으로 경사지게 절단한 상·하챔퍼(2,3, Chamfer)를 형성하고,

상기 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)로 압입되는 스틸인서트(4)에는 압입홀(1a)의 전체 길이에 비해 길게 초과 형성된 변형길이(A)를 갖는 변형단(4a)이 형성되어진다.

여기서, 상기 스틸인서트(4)에 형성되는 변형단(4a)은 내경보다 큰 직경으로 변형길이(A)부위로 형성된 단차홀(5)에 의해 두께가 얇게 형성되어진다.

이때, 상기 단차홀(5)은 변형단(4a)의 변형길이(A)를 초과하지 않는 깊이로 형성됨은 물론이다.

이하 본 발명의 조립 방법에 대해 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 알루미늄부품(1)과 스틸인서트(4)를 각각 준비하게 되면 즉, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 먼저 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)의 상·하 끝단부위에 밖으로 경사지게 절단한 형상으로 상·하챔퍼(2,3, Chamfer)를 만들어 주고, 또한 상기 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)로 압입되는 스틸인서트(4)는 압입홀(1a)의 전체 길이에 비해 길게 초과 형성된 변형길이(A)를 갖는 변형단(4a)을 형성한다.

이어, 상기 스틸인서트(4)의 변형단(4a)을 가압력에 의해 변형이 용이하도록 그 두께를 얇게 형성해주는데 이는, 상기 스틸인서트(4)의 내경보다 큰 직경으로 변형길이(A)부위로 단차홀(5)을 형성해 두께를 얇게 해 준다.

이와 같이, 알루미늄부품(1)과 스틸인서트(4)가 준비된 상태에서 도 1(나)에 도시된 바와 같이, 상기 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)에 스틸인서트(4)를 압입하게 되고, 이때 상기 스틸인서트(4)의 변형단(4a)은 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)로부터 변형길이(A)만큼 돌출 된 상태로 된다.

이어, 상기 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)에 압입된 스틸인서트(4)의 변형단(4a)부위를 프레스(P)로 가압하여 즉, 도 1(다)에 도시된 바와 같이 프레스(P)가 상기 스틸인서트(4)의 변형단(4a)에 형성된 단차홀(5)로 삽입되면서 그 주변을 밖으로 벌리도록 가압해주게 된다.

즉, 상기 프레스(P)를 이용해 가압하면 도 1(라)에 도시된 바와 같이, 상기 스틸인서트(4)의 변형단(4a)이 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)에 형성된 하부 챔퍼(3)쪽으로 벌어지면서 밀착되고, 이에 따라 상기 스틸인서트(4)의 알루미늄부품(1)에 대한 고정력이 압입에 의한 고정력에 더해 상기 챔퍼(3)쪽으로 벌어지면서 밀착된 변형단(4a)과의 구속력이 부가되어진다.

이와 같이, 알루미늄부품(1)에 압입된 스틸인서트(4)의 고정력이 강화되면, 상기 스틸인서트(4)를 알루미늄부품(1)에서 빼낼 때 가해지는 풀-아웃 하중(Pull-Out Load)규제 값인 1000kgf - 2000kgf 에 대해 만족하는 고정력을 확보할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 알루미늄부품에 압입되는 스틸 인서트가 압입에 의한 고정력과 꺾임 변형에 의한 고정력의 이중적인 고정력을 확보해, 알루미늄부품의 변형이 거의 없이 풀-아웃 하중(Pull-Out Load)규제 만족하는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 스틸 인서트의 하부를 꺾어 알루미늄 부품의 챔퍼부위에 밀착 고정하게 되므로, 알루미늄 부품에 대한 스틸인서트의 필요 압입력도 낮추어 압입 장비인 프레스도 용량이 크지 않은 장비를 이용할 수 있는 효과가 있음은 물론 이다.

Claims (4)

1. 개구된 압입홀(1a)의 상·하 끝단부위에 밖으로 경사지게 절단한 상·하챔퍼(2,3, Chamfer)를 형성한 알루미늄부품(1)과,

   상기 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)이 갖는 전체 길이에 비해 길게 형성된 변형길이(A)를 갖는 변형단(4a)을 형성해 상기 압입홀(1a)로 압입되는 스틸인서트(4)

   로 구성된 알루미늄재질과 스틸재질간 조립구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스틸인서트(4)에 형성되는 변형단(4a)은 그 두께를 얇게 하도록 내경보다 큰 직경으로 변형길이(A)부위에 단차홀(5)을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄재질과 스틸재질간 조립구조.
3. 제 2항에 있어서, 상기 단차홀(5)은 변형단(4a)의 변형길이(A)를 초과하지 않는 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄재질과 스틸재질간 조립구조.
4. 압입홀(1a)의 상·하 끝단부위에 밖으로 경사지게 절단한 형상으로 상·하챔 퍼(2,3, Chamfer)를 형성한 알루미늄부품(1)과, 상기 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a) 전체 길이에 비해 길게 초과 형성된 변형길이(A)를 갖는 변형단(4a)을 형성한 스틸인서트(4)를 준비하는 조립준비단계;

   상기 스틸인서트(4)를 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)로 강제 압입하여, 상기 스틸인서트(4)의 변형단(4a)이 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)로부터 변형길이(A)만큼 돌출 된 상태로 만드는 압입단계;

   상기 스틸인서트(4)의 변형단(4a)부위를 프레스(P)로 가압해 알루미늄부품(1)의 압입홀(1a)에 형성된 하부 챔퍼(3)쪽으로, 상기 변형단(4a)이 벌어지면서 밀착되는 가압변형단계;

   를 통해 이루어지는 알루미늄재질과 스틸재질간 조립방법.

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