KR100794131B1 - Aluminum control arm for suspension in vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암에 관한 것으로, 컨트롤암을 알루미늄 재질로 용접이 없이 압출 성형해 용접에 따른 품질 저하를 없애면서 부품 경량화를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention relates to an aluminum control arm of a suspension device for a vehicle, and the object of the present invention is to extrude the control arm from aluminum without welding, thereby eliminating the quality degradation caused by welding, and to provide a lightweight component.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 알루미늄 재질의 컨트롤암(1)이,The present invention for achieving the above object, the control arm (1) made of aluminum,
전체적인 형상을 이루도록 외곽 테두리를 형성하면서 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공(3)이 형성된 소정 높이로 돌출된 테두리부(2)가 형성되고,The edge portion 2 is formed to protrude to a predetermined height in which a first hollow 3 is formed in a closed cross section which is an empty space while forming an outer edge to form an overall shape.
상기 테두리부(2)에서 안쪽으로 경사지게 연장되면서 그 내부가 속이 빈 폐 단면 공간인 제2중공을 이루도록 연결부(4)가 연장 형성되며, The connecting portion 4 is extended to be inclined inward from the edge portion 2 to form a second hollow, the inside of which is a hollow closed cross-sectional space,
상기 연결부(4)에 일체로 형성되면서 새시스프링이 안착되도록 넓게 형성되는 안착부(8)가 형성되고, The mounting portion 8 is formed integrally with the connecting portion 4 is formed so that the seat spring is seated wide,
상기 안착부(8)에 비해 상대적으로 좁은 폭을 이루도록 안착부(8)의 양 측면에서 연장되면서 테두리부(2)의 양 쪽 끝단부위를 이루어 서브프레임과 너클부위에 각각 체결되는 체결단(A,B)을 형성하는 구조를 이루는 것을 특징으로 한다. A fastening end (A) which extends from both sides of the seating portion (8) to form a relatively narrower width than the seating portion (8) and forms both end portions of the edge portion (2), respectively, to the subframe and the knuckle portion (A). , B) to form a structure.
Description
도 1은 본 발명에 따른 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암의 구성도1 is a block diagram of an aluminum control arm of a vehicle suspension according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 재질 컨트롤암의 내구 해석 결과표2 is a durability analysis result table of the aluminum control arm according to the present invention
도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 재질 컨트롤암의 모듈 정강도 해석 결과표Figure 3 is a module static strength analysis result table of the aluminum control arm according to the invention
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 컨트롤암 2 : 테두리부1: control arm 2: frame
2a : 아우터테두리 2b : 인너테두리2a:
3 : 제1중공 4 : 연결부3: first hollow 4: connection part
5 : 제1압출연장단 6 : 제2압출연장단5: 1st extrusion extension end 6: 2nd extrusion extension end
7 : 제2중공 8 : 안착부7: second hollow 8: seating part
9 : 부시9: bush
A : 프레임체결단 B : 너클체결단A: Frame fastening B: Knuckle fastening
a : 밀착접촉부a: close contact
본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄 재질 컨트롤암을 이용한 차량용 현가장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle suspension, and more particularly to a vehicle suspension using an aluminum control arm.
일반적으로 주행 중 차량이 노면의 불균일로부터 소음을 수반하는 진동을 받게 되면서 차체가 흔들리는 현상을 방지하는 현가장치는 스프링과 쇽업소버(Shock Absober) 및 스테빌라이져 등으로 구성되어, 대체로 스프링상수와 댐핑력 및 차고조종의 3가지 기능을 주로 하면서 차량의 승차감과 안정성을 개선하는 역할을 한다.In general, the suspension system that prevents the vehicle body from shaking while the vehicle receives vibrations from the unevenness of the road surface is composed of a spring, shock absorber and stabilizer, and the spring constant, damping force and It mainly plays three functions of garage control, and plays a role of improving the ride comfort and stability of the vehicle.
이와 같은 현가장치를 구성하는 구성 요소 중 주요 부품중 하나인 컨트롤암은 차량 조립 시, 한 부위는 볼 조인트를 매개로 조향 너클에 연결되고 다른 부위는 부시와 함께 축을 매개로 하여 프레임에 연결되며, 이와 같이 조립되는 컨트롤암은 자동차의 주행시 바퀴로부터 여러 방향으로 동시에 힘이 전달되어져 내구성이 요구되는 부품임은 물론이다.One of the main components of the suspension system, the control arm, is connected to the steering knuckle through the ball joint and the other part is connected to the frame through the shaft with the bush when assembling the vehicle. The control arm assembled as described above is a component that requires durability as the force is simultaneously transmitted in various directions from the wheel when the vehicle is driven.
이에 따라, 통상 상기 컨트롤암은 차륜의 너클을 통해 들어오는 차량의 전·후방 하중뿐만 아니라 내·외향 하중을 지지하도록 강성을 갖는 강(Steel)재질로 이루어지게 된다.Accordingly, the control arm is usually made of a steel (Steel) having a rigid so as to support not only the front and rear loads of the vehicle coming through the wheel knuckles, but also the inward and outward loads.
그러나, 이와 같은 강 재질 컨트롤암은 철재 판재를 4종의 프레스 부품 단품과 부시를 별도로 제작한 후 서로간에 용접되는 5종의 단품 복합 구조를 이루므로, 다수의 금형과 성형공정이 필요함은 물론 용접 품질에 따른 품질 불량 의존성이 높은 한계가 있가.However, the steel control arm is made of four kinds of press parts and steel parts separately, and then made of five kinds of single-piece composite structures welded to each other, so that a large number of molds and molding processes are required, as well as welding. Is there a high limit on the quality defect dependence on quality?
또한, 철재의 특성상 중량이 무겁고 부품의 내식성 확보를 위해 전착도장 피막처리를 해야 만 되어, 작업 공정이 증가되는 취약성이 있게 된다.In addition, due to the characteristics of the steel is heavy, and the electrodeposition coating to be treated to ensure the corrosion resistance of the parts, there is a vulnerability to increase the work process.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 컨트롤암을 알루미늄 재질로 용접이 없이 압출 성형해 용접에 따른 품질 저하를 없애면서 부품 경량화를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a lightweight component while eliminating the quality degradation caused by welding by extruding the control arm with aluminum without welding.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 알루미늄 압출 프로파일을 이용해 압출 성형하는 압출 성형 공법으로 제조되는 컨트롤암에 있어서,
소정 높이로 돌출된 아우터·인너 테두리가 그 내부에 속이 빈 공간인 폐 단면을 이루는 제1중공을 형성하면서, 길이 방향에 대해 서로 대칭되는 전체적인 형상을 이루는 테두리부가 형성되고,
서로 대칭되는 상기 양쪽 테두리부를 이루는 인너 테두리의 저부 부위에서 압출 성형되는 제1압출연장단이 경사지게 연장되고, 테두리부의 끝에서 제2압출연장단이 일체로 압출 성형되어져, 상기 제1압출연장단과 제2압출연장단이 서로간에 틈이 형성되지 않도록 서로 겹쳐지는 밀착접촉부를 통해 안착부를 형성하며,
상기 안착부를 형성하도록 압출 성형되는 제1압출연장단과 제2압출연장단은, 상기 인너 테두리의 저부 부위에서 압출 성형되는 제1압출연장단이 테두리부의 끝에서 일체로 압출 성형되는 제2압출연장단에 떨어진 위치에서 접촉되도록 경사지게 연장됨에 따라, 상기 제1압출연장단과 제2압출연장단이 접촉되지 않는 부위에는 속인 빈 폐 단면인 제2중공이 형성되어진 연결부를 형성하고,
상기 안착부를 형성하는 테두리부가 그 길이 방향으로 안착부에 비해 상대적으로 좁은 폭을 이루도록 이어져 양 쪽 끝단 부위를 형성해, 서브프레임과 너클 부위로 각각 체결되는 프레임·너클 체결단을 형성한 것을 특징으로 한다.In the present invention for achieving the above object, in the control arm manufactured by the extrusion molding method of extrusion molding using an aluminum extrusion profile,
An outer inner edge protruding at a predetermined height forms a first hollow forming a closed cross section of a hollow space therein, and an edge portion forming an overall shape symmetrical with respect to the longitudinal direction is formed,
The first extrusion extension end that is extruded from the bottom portion of the inner edge constituting the both edges symmetric with each other extends obliquely, and the second extrusion extension end is integrally extruded from the end of the edge portion, the first extrusion extension end and the first 2 Extruded extension ends form a seating part through close contact parts overlapping each other so that no gap is formed between them,
The first extrusion extension end and the second extrusion extension end that are extruded to form the seating part have a second extrusion extension end that is integrally extruded from the end of the edge by the first extrusion extension end extruded at the bottom portion of the inner edge. As it extends inclined so as to contact at a position away from, the first compression extension end and the second compression extension end are not in contact with each other to form a connection portion in which a second hollow, which is a hollow closed cross section, is formed.
The edge portion forming the seating portion has a relatively narrow width compared to the seating portion in the longitudinal direction thereof to form both end portions, and forms frame and knuckle fastening ends respectively fastened to the subframe and the knuckle portion. .
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상기 연결부에 일체로 형성되면서 새시스프링이 안착되도록 넓게 형성되는 안착부가 형성되고, 상기 안착부에 비해 상대적으로 좁은 폭을 이루도록 안착부의 양 측면에서 연장되면서 테두리부의 양 쪽 끝단부위를 이루어 서브프레임과 너클부위에 각각 체결되는 프레임·너클 체결단을 형성It is formed integrally with the connecting portion is formed in the seating portion is formed to be wider to seat the sashes spring, and extends from both sides of the seating portion to form a relatively narrow width compared to the seating portion to form both ends of the edge portion of the edge frame and knuckles Forms frame and knuckle fastening ends to each part
하는 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.It is characterized by forming a structure to.
또한, 본 발명은 상기 연결부가 속인 빈 폐 단면인 제2중공을 형성하도록 테두리부에서 일체로 압출 성형되는 제2압출연장단에 간격을 두고 압출 성형되는 제1압출연장단에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the connection is formed by the first extrusion extension end is extruded at intervals to the second extrusion extension end is integrally extruded from the edge portion to form a second hollow, which is a hollow closed cross-sectional area. It is done.
또한, 본 발명은 상기 프레임·너클체결단이 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공을 형성하는 테두리부의 아우터·인너테두리가 서로 밀착된 밀착접촉부를 형성하면서 이루는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the frame knuckle fastening end is formed while forming an intimate contact portion in which the outer and inner edges of the edge portion forming the first hollow are closed in a closed cross section of a hollow space.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 재질 컨트롤암을 이용한 차량용 현가장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 물성이 가장 안정적이고 높은 알루미늄 재질을 압출된 프로파일로 압출 후 적정 길이로 잘라 프레스 성형하는 압출 성형 공법으로 제조되는 컨트롤암(1)이,1 is a block diagram of a suspension device for a vehicle using an aluminum control arm according to the present invention, the present invention is the most stable and high physical properties of the aluminum material is extruded into an extruded profile and then cut to a suitable length press molding The
전체적인 형상을 이루도록 외곽 테두리를 형성하면서 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공(3)이 형성된 소정 높이로 돌출된 테두리부(2)가 형성되고,The
상기 테두리부(2)에서 안쪽으로 경사지게 연장되면서 그 내부가 속이 빈 폐 단면 공간인 제2중공을 이루도록 연결부(4)가 연장 형성되며, The connecting
상기 연결부(4)에 일체로 형성되면서 새시스프링이 안착되도록 넓게 형성되는 안착부(8)가 형성되고, The
상기 안착부(8)에 비해 상대적으로 좁은 폭을 이루도록 안착부(8)의 양 측 면에서 연장되면서 테두리부(2)의 양 쪽 끝단부위를 이루어 서브프레임과 너클부위에 각각 체결되는 체결단(A,B)을 형성하는 구조를 이루게 된다. A fastening end extending from both sides of the
여기서, 상기 테두리부(2)는 도 2에 도시된 바와 같이 소정 높이로 돌출되어 두께를 형성하도록 그 높이 방향을 따라 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공(3)을 형성하고, 상기 연결부(4)는 테두리부(2)에서 일체로 압출 성형되는 제2압출연장단(6)에 간격을 두고 압출 성형되는 제1압출연장단(5)에 의해 속인 빈 삼각형상 폐 단면인 제2중공(7)을 형성하며, Here, as shown in FIG. 2, the
상기 안착부(8)는 연결부(4)로부터 일체로 압출 성형되는 제2압출연장단(6)과 제1압출연장단(5)이 서로 겹쳐지면서 서로간에 틈이 형성되지 않는 밀착접촉부(a)를 형성하게 된다.The
또한, 상기 프레임·너클체결단(A,B)은 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공(3)을 형성하도록 압출 성형되는 아우터·인너테두리(2a,2b)로 형성된 테두리부(2)의 길이 방향 연장 양 끝단이 서로 밀착된 밀착접촉부(a)를 형성하게 되고, 상기 밀착접촉부(a)를 형성하는 아우터·인너테두리(2a,2b)를 매개로 압입 고정되는 부시(9)에 대한 강한 고정력을 확보하게 된다.In addition, the frame knuckle fastening end (A, B) of the edge portion (2) formed of the outer inner edge (2a, 2b) that is extruded to form the first hollow (3) in the closed cross-section of the hollow space Both ends of the longitudinal extension form a close contact portion (a) in close contact with each other, and strong against the bush (9) press-fitted through outer inner edges (2a, 2b) forming the close contact portion (a). Secure a fixed force.
즉, 상기 프레임체결단(A)이 테두리부(2)를 이루는 아우터·인너테두리(2a,2b)가 서로 밀착되는 구조를 이루므로, 부시(9)가 단순히 압입 고정되더라도 상기 아우터·인너테두리(2a,2b)에 의한 접촉면적이 증가됨에 따라 충분한 부시이탈력(이는 컨트롤암에 압입 고정된 부시에 대해 컨트롤암으로부터 빠져나가는 최저 하중에 대한 시험으로서, 통상적으로 최소 9.8kN 이상이어야 함)을 만족하게 된다.That is, since the outer
이는, 압입되는 부시(9)의 체결력 향상을 위해 시키기 위한 별도의 외철 파이프가 필요 없게 됨은 의미함은 물론이다.This means, of course, that a separate outer pipe is not required to improve the fastening force of the
이와 같이 속이 빈 폐단면 공간(3,7)을 형성하도록 압출 성형되는 알루미늄 재질의 컨트롤암(1)은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 요구 사양을 충분히 만족하게 되며, 이때 컨트롤암(1)의 재질은 한 예로 A6082로서, 그 물적 특성은 E : 7400, v : 0.33, P : 8.0E-10, YS(true) : 29.7, UTS(true) : 36.1이며, 이와 같은 재질을 이용할 때 컨트롤 암(1)의 경량화 효과 40%를 달성하게 된다.As such, the
즉, 이와 같은 컨트롤암(1)에 대한 내구해석을 나타낸 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 모든 방향에서 요구되는 내구하중에 대한 성능이 충분히 만족함은 물론, 상기 컨트롤암(1)에 대한 모듈 정강도 해석을 나타낸 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 모든 방향에서 요구되는 정강도 하중에 대한 성능이 충분히 만족함을 알 수 있다. That is, as can be seen in Figure 2 showing the endurance analysis for such a control arm (1), the performance for the endurance load required in all directions, as well as the module shank for the control arm (1) As can be seen from FIG. 3 showing the FIG. Analysis, it can be seen that the performance against the static load required in all directions is sufficiently satisfied.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 알루미늄 재질을 압출 성형함에 따라 성능은 저하되지 않고서도 약 40%의 중량 감소는 물론 경량화에 따른 차량의 연비 향상과 현가장치의 경량화에 따른 NVH 특성도 향상되는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, the aluminum material is extruded, thereby reducing the weight by about 40% without reducing the performance, and improving the fuel efficiency of the vehicle due to the weight reduction and the NVH characteristics according to the weight reduction of the suspension system. Will be.
또한, 본 발명은 컨트롤 암이 1종의 알루미늄 압출 프로파일을 이용해 압출 성형하므로 부품수가 크게 줄어들어 공정과 그에 따른 금형의 수가 줄어들므로 제조 공정이 단순화되는 효과가 있게 된다.In addition, since the control arm is extruded using one aluminum extrusion profile, the number of parts is greatly reduced, thereby reducing the number of processes and molds, thereby simplifying the manufacturing process.
또한, 본 발명은 컨트롤암에 압입 고정되는 부시를 위한 별도의 파이프가 없이도 충분한 부시 고정력을 유지하므로, 부시 압입을 위한 별도의 파이프 용접 공정이 필요치 않는 효과가 있게 된다.In addition, the present invention maintains a sufficient bush holding force even without a separate pipe for the bush that is press-fitted to the control arm, there is an effect that does not require a separate pipe welding process for the press-fitted bush.
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GRNT | Written decision to grant | ||
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