KR100822544B1 - Light weight lower arm reinforcing intensity and reducing welding region - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 경량화 로워암을 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing a conventional lightweight lower arm,
도 2는 도 1에 따른 종래 경량화 로워암의 분해사시도,Figure 2 is an exploded perspective view of a conventional lightweight lower arm according to Figure 1,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 강도를 보강하고 용접부위를 축소시킨 경량화 로워암을 나타낸 사시도,Figure 3 is a perspective view showing a lighter lower arm reinforcing strength and reducing the welding portion according to an embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로워암 바디의 모습을 나타낸 사시도,Figure 4 is a perspective view showing the state of the lower arm body according to an embodiment of the present invention,
도 5는 도 3에 따른 강도를 보강하고 용접부위를 축소시킨 경량화 로워암에 볼조인트가 결합된 모습을 나타낸 사시도,5 is a perspective view showing a state in which the ball joint is coupled to a lightweight lower arm that reinforces the strength according to FIG. 3 and reduces the welding area;
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 커넥트부의 관통홀에 볼조인트, 인서트부재 및 체결부재가 결합된 모습을 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a state in which a ball joint, an insert member, and a fastening member are coupled to a through hole of a connect portion according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 로워암 바디 101 : 커넥트부100: lower arm body 101: connect portion
102 : 관통홀 103 : 보강홀102: through hole 103: reinforcing hole
200 : G형 부시 파이프 300 : A형 브라켓200: G bush pipe 300: A bracket
400 : 인서트부재400: insert member
1 : 로워암 바디 1-1 : 커넥트부1: Lower arm body 1-1: Connect portion
1-2 : 관통홀 1-3 : 로워암 바디 홈1-2: Through Hole 1-3: Lower Arm Body Groove
3 : G형 부시 파이프 5 : A형 브라켓3: G type bush pipe 5: A type bracket
5-1 : 플랜지 형상으로 가공된 A형 브라켓의 만곡부 내측5-1: inside of the bent part of the A-type bracket processed into the flange shape
7 : 인서트부재 9 : 체결부재7: insert member 9: fastening member
11 : 볼조인트11: ball joint
본 발명은 경량화 로워암에 관한 것으로서, 특히 로워암 바디 및 상기 A형 브라켓의 형상을 개선하여 강도를 보강하고 상기 로워암 바디를 아연도금하여 상기 A형 브라켓을 부착시킴으로써 용접부위를 감소시킬 수 있는 강도를 보강하고 용접부위를 축소시킨 경량화 로워암에 관한 것이다.The present invention relates to a lightweight lower arm, and in particular, to improve the shape of the lower arm body and the A-type bracket to reinforce the strength and to reduce the welding area by attaching the A-type bracket by galvanizing the lower arm body. The present invention relates to a lighter lower arm having reinforced strength and reduced welded area.
일반적으로 차량의 현가장치는 서스펜션(SUSPENSION)이라고 하며 차체의 휠(WHEEL)을 연결하는 장치로, 노면에서의 충격을 흡수하는 스프링과, 스프링의 작용을 조절하는 쇽업소버(SHOCK ABSORBER)와, 휠의 작동을 제어하는 암(ARM)이나 링크 및 차량의 롤링(ROLLING)을 방지하는 스태빌라이저(STABILIZER) 등으로 구성된다.In general, the suspension of the vehicle is called a suspension and is a device that connects the wheel of the vehicle body, a spring that absorbs the impact on the road surface, a shock absorber that controls the action of the spring, and a wheel It consists of an arm that controls the operation of the arm and a stabilizer that prevents the rolling of the link and the vehicle.
그 중 서스펜션 암은 휠의 움직임을 컨트롤하는 역할을 하는 것으로, 컨트롤암이라고도 하며, 볼조인트, 필로볼, 고무부시 등에 의해 차량의 바디 또는 액슬에 부착된다.Among them, the suspension arm serves to control the movement of the wheel, also called a control arm, and is attached to the body or axle of the vehicle by a ball joint, a pillow ball, a rubber bush, or the like.
이와 같은 서스펜션암은 그 형태에 따라 A자 모양의 A암, I자 모양의 I암 등으로 구분되며, 위쪽에 설치되는 것을 어퍼암(UPPER ARM), 아래쪽에 설치되는 것을 로워암(LOWER ARM)으로 구분하기도 한다.Such suspension arms are classified into A-shaped A-arms and I-shaped I-arms according to their shape.The upper arm is installed on the upper arm and the lower arm is installed on the bottom. It can also be divided into:
도 1은 종래의 경량화 로워암을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 종래 경량화 로워암의 분해사시도이다.1 is a perspective view showing a conventional lightweight lower arm, Figure 2 is an exploded perspective view of a conventional lightweight lower arm according to FIG.
최근 상기와 같은 로워암을 경량화시키기 위해 이종재질을 사용한 경량화 로워암이 개발되고 있는데, 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 경량화 로워암의 구성은 일단에 관통홀(102)이 형성된 커넥트부(101)가 구비되며, 단면이 원형을 이루고, 복수의 보강홀(103)이 형성된 스틸재질의 로워암 바디(100)와; 상기 로워암 바디(100)의 타단에 고정되는 G형 부시 파이프(200)와; 상기 로어암 바디(100)에 일체로 형성되는 알루미늄 재질의 A형 브라켓(300)과; 상기 보강홀(103)에 용접되어 상기 로워암 바디(100)와 상기 A형 브라켓(300)의 결합을 견고하게 해주는 파이프캡(미도시)과; 상기 커넥트부(101)에 삽입되는 인서트부재(400)를 포함하여 이루어진다.Recently, a lightweight lower arm using heterogeneous materials has been developed to reduce the lower arm as described above. Referring to FIGS. 1 and 2, the conventional lightweight lower arm has a connecting part having a through
그러나, 이러한 종래의 경량화 로워암은 서로 다른 재질의 상기 로워암 바디(100)와 상기 A형 브라켓(300)의 접합 부분에 작용하는 비틀림 하중을 잡아주기 위해 접합부의 강도보강이 필요하다.However, such a conventional lightweight lower arm needs to be strengthened at the joint in order to catch the torsional load acting on the joint portions of the
또한, 종래의 경량화 로워암은 이종재질인 상기 로워암 바디(100)와 상기 A형 브라켓(300)의 연결시 서로 다른 열팽창률을 감안하여 파이프캡(미도시)이라는 별도의 부품을 사용하여 용접해 고정시킴으로써 열팽창률에 관계없이 견고하게 결 합시키게 되는데, 이러한 경우 용접부위가 늘어나게 되고, 부품의 수가 증가하여 제작비용이 증가하는 문제점이 있었다. In addition, the conventional lightweight lower arm is welded using a separate part called a pipe cap (not shown) in consideration of different thermal expansion coefficients when connecting the
따라서, 본 발명의 목적은, 로워암 바디의 단면을 타원형으로 개선하고, 상기 A형 브라켓의 만곡방향의 내측을 플랜지 형상으로 가공하여 강도를 증대시킬 수 있는 경량화 로워암을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a lightweight lower arm that can improve the cross section of the lower arm body to elliptical shape and increase the strength by processing the inside of the curved direction of the A-type bracket into a flange shape.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 로워암 바디를 아연도금하여 용접없이 상기 A형 브라켓을 부착시킴으로써 용접부위가 감소해 열변형량을 줄일 수 있어 공차가 최소화되며, 이에 따른 휠얼라이언먼트 공차가 축소되어 조정안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, another object of the present invention, by attaching the A-type bracket without welding by galvanizing the lower arm body can reduce the welding area to reduce the amount of heat deformation, thereby minimizing the tolerance, thereby reducing the wheel alignment tolerance Adjustment stability can be improved.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 로워암 바디와 상기 A형 브라켓의 연결시 별도의 부품을 사용하지 않고, 상기 로워암 바디에 길이방향을 따라 홈을 형성시키는 것만으로 열팽창률에 관계없이 견고한 결합이 가능하도록 하여 부품의 수를 감소시킴으로써 제작비용을 절감할 수 있는 경량화 로워암을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention, regardless of the coefficient of thermal expansion simply by forming a groove along the longitudinal direction in the lower arm body without using a separate component when connecting the lower arm body and the A-type bracket It is to provide a lightweight lower arm that can be manufactured by reducing the number of parts by enabling a rigid coupling.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 구성은, 일단에 상하로 압축되어 납작한 모양으로 내측을 향해 관통홀이 형성된 커넥트부를 형성하고, 단면이 타원형을 이루는 유선형의 로워암 바디와; 원통형으로 상기 커넥트부에 대향되는 상기 로워암 바디의 타단에 용접고정되어 G형 부시가 삽입되는 G형 부시 파이프와; 상기 로워암 바디와 일체로 형성되며, 상기 로워암 바디의 만곡방향의 내측 이 플랜지 형상으로 가공되고, 상기 로워암 바디의 만곡방향의 외측은 돌출 형성되어 A부시가 삽입되는 A형 브라켓과; 상기 커넥트부의 상기 관통홀에 압입되어 볼조인트가 삽입되도록 마련되고, 상기 로워암 바디의 상측 부분이 내측으로 절곡되도록 가이드하는 인서트부재와; 상기 볼조인트를 고정시키는 체결부재를 포함하여 이루어진다.As a means for achieving the above object, the constitution of the present invention comprises: a streamlined lower arm body having a through-hole connected to the inside in a flat shape by being compressed up and down at one end and having an elliptical cross section; A G-shaped bush pipe that is cylindrically welded to the other end of the lower arm body opposite to the connect portion and into which a G-shaped bush is inserted; An A-type bracket formed integrally with the lower arm body, the inner side of the lower arm body being curved in a flange shape, and the outer side of the lower arm body being protruded to be formed with an A bushing inserted therein; An insert member press-fitted into the through hole of the connect portion to insert a ball joint, and guide the upper portion of the lower arm body to bend inwardly; It includes a fastening member for fixing the ball joint.
여기서, 상기 로워암 바디는 스틸 재질로 마련되고, 상기 A형 브라켓과의 연결을 견고하게 하기 위해 외측으로 길이방향을 따라 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.Here, the lower arm body is provided with a steel material, characterized in that the groove is formed along the longitudinal direction to the outside to secure the connection with the A-type bracket.
상기 로워암 바디는 아연도금 되고, 상기 A형 브라켓은 알루미늄 재질로 마련되는 것을 특징으로 한다.The lower arm body is galvanized, and the A-type bracket is made of aluminum.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 강도를 보강하고 용접부위를 축소시킨 경량화 로워암은 일단에 상하로 압축되어 납작한 모양으로 내측을 향해 관통홀(1-2)이 형성된 커넥트부(1-1)를 형성하고, 단면이 타원형을 이루는 유선형의 로워암 바디(1)와; 원통형으로 상기 커넥트부(1-1)에 대향되는 상기 로워암 바디(1)의 타단에 용접고정되어 G형 부시가 삽입되는 G형 부시 파이프(3)와; 상기 로워암 바디(1)와 일체로 형성되며, 상기 로워암 바디(1)의 만곡방향의 내측이 플랜지 형상으로 가공되고, 상기 로워암 바디(1)의 만곡방향의 외측은 돌출 형성되어 A부시가 삽입되는 A형 브라켓(5)과; 상기 커넥트부(1-1)의 상기 관통홀(1-2)에 압입되어 볼조인트(11)가 삽입되도록 마련되고, 상기 로워암 바디(1)의 상측 부분이 내측으로 절곡되도록 가이드하는 인서트부재(7)와; 상기 볼조인트(11)를 고정시키는 체결부재(9)를 포함하여 이루어진다.3 to 6, the lightweight lower arm that reinforces the strength and reduces the welded portion according to the exemplary embodiment of the present invention has a through hole (1-2) toward the inside in a flat shape compressed up and down at one end. A streamlined
이하, 각 구성별로 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, each configuration will be described in detail.
상기 로워암 바디(1)는 일단에 상하로 압축되어 납작한 모양으로 내측을 향해 관통홀(1-2)이 형성된 커넥트부(1-1)를 형성하고, 단면(A-A)이 타원형을 이루는데, 이는 단면(A-A)이 원형일 때보다 단면에 따른 하중에 대한 저항능력인 단면이차모멘트의 값이 커지게 되므로 견딜수 있는 하중이 증대되어 강도가 증대되는 것이다.The
상기 로워암 바디(1)는 스틸 재질의 파이프로 유선형으로 마련되고, 상기 A형 브라켓(5)과의 연결을 견고하게 하기 위해 외측으로 길이방향을 따라 홈(1-3)이 형성되도록 마련된다.The
상기 로워암 바디(1)는 스틸 재질로 알루미늄 재질인 상기 A형 브라켓(5)과의 접합부에 이종재질의 금속이 접촉시 발생되는 갈바닉부식(GALVANIC CORROSION : 이종금속간의 전위차에 의한 부식)을 방지하기 위해 아연도금을 하여 스틸과 알루미늄의 절연체 역할을 하도록 마련된다.The
또한, 상기 로워암 바디(1)는 아연도금을 하게 되면, 아연과 알루미늄이 반응하여 알루미늄 재질의 상기 A형 브라켓(5)을 용접없이 상기 로워암 바디(1)에 부착시킬 수 있어 열변형량을 줄일 수 있게 되므로 공차가 최소화되며, 이에 따른 휠얼라이언먼트 공차가 축소되어 조정안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, when the
상기 G형 부시 파이프(3)는 상기 커넥트부(1-1)에 대향되는 상기 로워암 바디(1)의 타단에 용접고정되며, 원통형의 스틸 재질의 파이프로 만들어지고, G형 부시가 삽입되도록 마련된다.The G-shaped bush pipe (3) is welded to the other end of the lower arm body (1) opposite to the connect portion (1-1), is made of a pipe of cylindrical steel material, so that the G-shaped bush is inserted Prepared.
상기 A형 브라켓(5)은 금형에 알루미늄 용탕을 주입함으로써 상기 로워암 바디(1)와 일체로 형성되며, 전체적인 모양이 대략 삼각형 모양으로 삼각형의 밑변에 해당하는 부분은 상기 로워암 바디(1)에 연결되고, 꼭지점에 해당하는 부분은 A부시가 삽입되도록 상기 로워암 바디(1)의 만곡 방향의 외측으로 돌출형성되어 마련된다.The
또한, 상기 A형 브라켓(5)은 상기 로워암 바디(1)의 만곡방향의 내측(5-1)을 플랜지 형상으로 가공하여 만곡부의 비틀림 및 좌굴강도를 증대시키도록 마련된다.In addition, the
상기 A형 브라켓(5)은 상기 로워암 바디(1)를 금형에 넣고 알루미늄 용탕에 주입하여 반응고 성형(RHEO FORMING) 방법을 사용해 성형하게 되면, 알루미늄 용탕이 굳어지면서 상기 로워암 바디(1)에 일체로 형성되고, 알루미늄 용탕의 일부가 상기 로워암 바디(1)의 길이방향으로 형성된 홈(1-3)에 유입된 상태로 굳어지게 되어 상기 로워암 바디(1)와 상기 A형 브라켓(5)의 결합이 더욱 견고해진다.The
상기 반응고 성형(RHEO FORMING) 방법은 액체상과 고체상이 공존하는 영역에 서 금속재료를 성형함으로써 기존의 주조와 단조 공정의 장점을 취할 수 있는 새로운 상변환 성형공정으로, 이는 이미 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.The RHEO FORMING method is a new phase conversion molding process that can take advantage of the existing casting and forging process by forming a metal material in a region where a liquid phase and a solid phase coexist. The description will be omitted.
알루미늄 용탕에 상기 반응고 성형방법을 적용하게 되면 강성 및 강도가 향상되는 효과가 있다.Applying the reaction solidification method to the molten aluminum has the effect of improving the rigidity and strength.
상기 인서트부재(7)는 상기 커넥트부(1-1)의 상기 관통홀(1-2)에 압입되어 상기 볼조인트(11)가 삽입되도록 마련되고, 상기 로워암 바디(1)의 상측 부분이 내측으로 절곡되도록 가이드하기 위해 마련된다.The
상기 체결부재(9)는 상기 볼조인트(11)를 고정시키기 위해 볼트로 마련될 수 있는데, 상기 볼트의 조임에 의해 5 내지 7톤 이상의 하중에도 견딜 수 있게 된다.The fastening
한편, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the invention claimed in the claims may be variously modified. Of course, such changes are intended to be within the scope of the claims set forth.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 강도를 보강하고 용접부위를 축소시킨 경량화 로워암은 로워암 바디의 단면을 타원형으로 개선하고, 상기 A형 브라켓의 만곡방향의 내측을 플랜지 형상으로 가공하여 강도를 증대시킬 수 있다.As described above, the lightweight lower arm that reinforces the strength according to the present invention and reduces the welded area improves the cross section of the lower arm body to elliptical shape, and processes the inner side of the A-type bracket in a curved shape to increase the strength. You can increase it.
또한, 상기 강도를 보강하고 용접부위를 축소시킨 경량화 로워암은 상기 로워암 바디를 아연도금하여 용접없이 상기 A형 브라켓을 부착시킴으로써 용접부위가 감소해 열변형량을 줄일 수 있어 공차가 최소화되며, 이에 따른 휠얼라이언먼트 공차가 축소되어 조정안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, the lightweight lower arm that reinforces the strength and reduces the welded portion is galvanized the lower arm body to attach the A-type bracket without welding, thereby reducing the welded portion to reduce the heat deformation, thereby minimizing the tolerance. The wheel alignment tolerances can be reduced to improve the stability of the adjustment.
또한, 상기 강도를 보강하고 용접부위를 축소시킨 경량화 로워암은 상기 로워암 바디와 상기 A형 브라켓의 연결시 별도의 부품을 사용하지 않고, 상기 로워암 바디에 길이방향을 따라 홈을 형성시키는 것만으로 열팽창률에 관계없이 견고한 결합이 가능하도록 하여 부품의 수를 감소시킴으로써 제작비용을 절감할 수 있다. In addition, the lightweight lower arm that reinforces the strength and reduces the welding portion does not use a separate part when connecting the lower arm body and the A-type bracket, and only forms a groove along the length direction in the lower arm body. As a result, it is possible to reduce the manufacturing cost by reducing the number of parts by enabling a firm coupling regardless of the thermal expansion coefficient.
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