KR101488207B1

KR101488207B1 - 자동차용 로워암

Info

Publication number: KR101488207B1
Application number: KR20140014863A
Authority: KR
Inventors: 이형광
Original assignee: 이형광
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2015-01-30

Abstract

본 발명은 새시(10) 상에 다수의 연결구(11)(12)(13)를 지닌 로워암에 있어서: 상기 새시(10)는 반원단(25)을 지닌 상부판넬(20)과 반원단(35)을 지닌 하부판넬(30)로 이루어지고, 상기 적어도 하나의 연결구(11)(12)(13)는 반원단(25)(35) 상에 부시(40)를 프레스 가공으로 결합한 구조를 특징으로 한다.
이에 따라, 자동차 부품인 로워암 제조현장에서 용접공정을 배제한 프레스 가공을 활용하여 공수를 절감하는 외에 열변형에 의한 내구성 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차용 로워암{LOWER ARM FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 로워암에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 제조현장에서 용접공정을 배제하여 공수를 절감함과 더불어 불량률을 낮출 수 있는 자동차용 로워암에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 승차감 및 주행안정성을 도모하기 위한 현가장치는 크로스멤버, 한 쌍의 어퍼암(Upper Arm) 및 로워암(Lower Arm), 트레일링암, 쇽업쇼버 등으로 이루어진다. 이때, 로워암은 노면으로부터 전달되는 충격력을 감쇠하여 차체 전달을 최소화하는 완충작용을 수행한다.

통상 이러한 현가장치의 로워암은 양산에 있어서 프레스 가공 외에 용접 가공을 적용한다. 다만 자동차의 경량화 추세에 부합하면서 강성과 내구성을 확보하기 위해 구조 및 공정상으로 다양한 변화가 시도되고 있다.

이와 관련되는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2011-0038832호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0846054호(선행문헌 2) 등을 참조할 수 있다.

선행문헌 1은 볼 조인트가 체결되는 볼 조인트 체결단부, A 부시가 체결되는 A 부시 체결단부, 및 G 부시가 체결되는 G 부시 체결단부를 포함한 3점의 체결 단부를 가지는 로어암 몸체와; 상기 로어암 몸체의 내부 중앙에 구비되어 로어암 몸체의 강도를 보강하는 보강판을 포함한다. 이에 따라, 로어암을 경량화하여 재료비와 연료비를 절감시키는 효과를 기대한다.

그러나, 이는 부시 체결단부의 연결부위에 대한 강도보강을 위한 보강판을 요지로 하므로 보강판과 부시의 용접결합에 의한 열변형으로 높은 내구성을 기대하기에 한계를 보인다.

선행문헌 2는 어퍼판넬과 로워판넬 중의 한 곳에 버링부를 형성하고, 내측으로 관통홀이 형성된 프레스판넬과; 상기 관통홀에 억지끼워맞춤 되어 상기 어퍼판넬과 상기 로워판넬을 각각 지지하도록 외측으로 단차부를 형성하고, 볼조인트 어셈블리가 결합되어 고정되도록 마련된 로워암 부싱과; 상기 볼조인트 어셈블리를 고정시키는 체결부재를 포함하여 구성된다. 이에 따라, 하중을 분산시켜 로워암 어셈블리의 변형 및 파손을 방지하는 효과를 기대한다.

이는 어퍼판넬과 로워판넬 사이에 단차를 지닌 로워암 부시를 압입하지만 결국 최종적으로 스냅링이나 용접을 부가하므로 구조적으로 복잡화되거나 열변형에 의한 내구성 저하가 우려된다.

1. 한국 공개특허공보 제2011-0038832호 "로어암 구조"(공개일자 : 2011. 4. 15.) 2. 한국 등록특허공보 제0846054호 "하중분산 구조의 로워암 어셈블리"(공개일자 : 2008. 7. 11.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 자동차 부품의 제조현장에서 용접공정을 배제한 프레스 가공을 활용하여 공수를 절감하는 외에 열변형에 의한 내구성 저하를 방지할 수 있는 자동차용 로워암을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 새시 상에 다수의 연결구를 지닌 로워암에 있어서: 상기 새시는 반원단을 지닌 상부판넬과 반원단을 지닌 하부판넬로 이루어지고, 상기 적어도 하나의 연결구는 반원단 상에 부시를 프레스 가공으로 결합한 구조를 특징으로 한다.

본 발명의 세부구성에 의하면 상기 상부판넬은 강도 보강을 위한 요철형의 리브를 일체로 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부구성에 의하면 상기 하부판넬은 상부판넬의 상단 변부를 감싸도록 소성 가공된 플랜지를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부구성에 의하면 상기 부시는 상부판넬의 반원단 및 하부판넬의 반원단의 외단을 감싸도록 소성 가공된 플랜지를 구비하는 것을 특징으로 하는 한다.

본 발명의 변형예에 의하면 상기 반원단과 부시 사이에 부시보다 강도나 전연성이 높은 중간재를 더 개재시킨 구조를 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 자동차 부품인 로워암 제조현장에서 용접공정을 배제한 프레스 가공을 활용하여 공수를 절감하는 외에 열변형에 의한 내구성 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로워암을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 로워암 성형의 초기 상태를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 로워암 성형의 중기 상태를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 로워암 성형의 말기 상태를 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 새시(10) 상에 다수의 연결구(11)(12)(13)를 지닌 로워암에 관하여 제안한다. 제1연결부(11)와 제2연결부(12)는 차체에 연결되고, 제3연결부(13)는 볼조인트를 개재하여 차륜의 너클과 연결된다. 제1연결부(11)는 일명 A점부시, 제2연결부(12)는 일명 G점부시, 제3연결부(13)는 일명 G점부시를 구비한다. 이와 같은 연결구(11)(12)(13)를 지닌 새시(10)는 통상 프레스 가공을 통한 형단조로 성형되는 것이 보편적이다.

본 발명에 따르면 상기 새시(10)는 반원단(25)을 지닌 상부판넬(20)과 반원단(35)을 지닌 하부판넬(30)로 이루어진다. 본 발명의 새시(10)는 상부판넬(20)과 하부판넬(30)을 적층한 상태에서 별도의 용접공정 없이 금형을 이용한 프레스 가공으로 형성된다. 상부판넬(20)의 반원단(25)과 하부판넬(30)의 반원단(35)은 후속 공정에서 하나의 진원을 형성하여 후술하는 부시(40)를 수용한다. 물론 상부판넬(20)과 하부판넬(30)이 적층되고 반원단(25)(35)이 상하로 일치되면서 파팅라인(15)이 형성된다.

이때, 상부판넬(20)과 하부판넬(30)은 종단면 상으로 크기가 다른 U자형을 이루면서 적층된다. 즉, 원자재인 판재의 블랭킹 공정에서 상부판넬(20)과 하부판넬(30)을 로워암 형태로 포밍하고, 이어서 원자재에 캠피어싱, 피어싱, 커팅 공정을 수행한다. 상부판넬(20)과 하부판넬(30)의 반원단(25)(35)은 프레스를 이용한 포밍 가공에서 소재의 유동이 원활하도록 충분한 두께로 형성한다. 이에 따라, 반원단(25)(35)의 파팅라인(15)은 소재의 유동성을 고려하여 설정된다.

이와 같은 공정은 본 출원인에 의한 한국 등록특허공보 제1284848호의 "자동차용 로워암 가공을 위한 프레스 공법"을 참조할 수 있다.

본 발명의 세부구성에 의하면 상기 상부판넬(20)은 강도 보강을 위한 요철형의 리브(22)를 일체로 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 로워암 새시(10)는 상부판넬(20)과 하부판넬(30)의 이중 결합구조로서 각각의 판넬(20)(30)이 박판화되므로 벤딩모멘트 등의 측면에서 강도 보강이 필요하다. 프레스 가공에 의해 상부판넬(20)에 요철형으로 형성되는 리브(22)는 결과적으로 로워암의 단면계수를 높여 강도를 보강할 수 있다.

본 발명의 세부구성에 의하면 상기 하부판넬(30)은 상부판넬(20)의 상단 변부를 감싸도록 소성 가공된 플랜지(32)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 하부판넬(30)의 변부 높이는 상부판넬(20)보다 높게 형성되고 프레스 가공을 통하여 절곡되어 상부판넬(20)의 변부를 감싸는 플랜지(32)를 형성한다. 이와 같이 하면 상부판넬(20)이 하부판넬(30)에 밀착 상태로 긴밀하게 수용되어 별도의 용접공정을 부가하지 않더라도 충분한 결합력을 유지할 수 있다. 물론 하부판넬(30)의 플랜지(32) 크기는 로워암의 규격에 따라서 다르게 설정된다.

또, 본 발명에 따르면 상기 적어도 하나의 연결구(11)(12)(13)는 반원단(25)(35) 상에 부시(40)를 프레스 가공으로 결합한 구조를 특징으로 한다. 프레스 가공으로 형성된 반원단(25)(35)은 자체적으로 충분한 강도를 유지하지만 내부에 부시(40)를 결합하여 윤활기능 외에 강도증대 기능을 부여한다. 상부판넬(20)과 하부판넬(30)은 강판 소재이지만 부시(40)는 동합금을 비롯한 비교적 유연한 소재를 사용한다.

본 발명의 세부구성에 의하면 상기 부시(40)는 상부판넬(20)의 반원단(25) 및 하부판넬(30)의 반원단(35)의 외단을 감싸도록 소성 가공된 플랜지(42)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상부판넬(20)과 하부판넬(30)을 적층하고 프레스 가공으로 플랜지(32)를 형성하여 새시(10)를 완성한 다음 반원단(25)(35)에 부시(40)를 삽입하고 프레스 금형에 투입한다. 이때의 프레스 금형은 반원단(25)(35)의 내경을 유지하는 코어를 포함하며, 형단조 방식으로 부시(40)의 양단을 가압하여 "ㄷ"자 형태로 절곡된 플랜지(42)를 형성한다.

이때, 본 발명은 다수의 프레스 금형을 순차적으로 배치하고 프로그레스 방식으로 소성 가공을 수행한다. 물론 다수의 프레스 금형 중에서 적어도 부분적으로 커먼 플레이트를 통해 동시에 작동하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명의 도면에서 제1연결부(11)에 부시(40)를 결합한 상태를 예시하지만 이와 같은 원리로 부시(40)를 결합하는 구성은 제2연결부(12)와 제3연결부(13)에도 적용 가능하다.

본 발명의 변형예에 의하면 상기 반원단(25)(35)과 부시(40) 사이에 부시(40)보다 강도나 전연성이 높은 중간재를 더 개재시킨 구조를 특징으로 한다. 차종에 따라서 부시(40)의 소재는 다양하게 선택될 수 있다. 취성이 높은 부시(40)의 경우 고강도의 중간재를 반원단(25)(35)에 프레스 공정으로 결합한 후 별도의 공정에서 삽입하는 것이 바람직하다. 부시(40)보다 전연성이 양호한 중간재를 동시에 프레스 공정으로 소형 가공하면 반원단(25)(35)의 파팅라인(15)을 보다 충분하게 감싸는 측면에서 유리하다.

물론, 본 발명은 어느 경우에나 반원단(25)(35)이 자체적으로 충분한 강도를 유지하면서 부시(40)의 플랜지(42)가 이를 보강하는 구조이기는 하지만 파팅라인(15)에 대한 부분적 용접을 배제하는 것은 아니다. 용접이 필요한 경우 공수절감에 유리한 점용접을 적용하는 것도 무방하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 새시 11, 12, 13: 연결부
15: 파팅라인 20: 상부판넬
22: 리브 25: 반원단
30: 하부판넬 32: 플랜지
35: 반원단 40: 부시
42: 플랜지

Claims

새시(10) 상에 다수의 연결구(11)(12)(13)를 지닌 로워암에 있어서:
상기 새시(10)는 반원단(25)을 지닌 상부판넬(20)과 반원단(35)을 지닌 하부판넬(30)로 이루어지고,
상기 적어도 하나의 연결구(11)(12)(13)는 반원단(25)(35) 상에 부시(40)를 프레스 가공으로 결합한 구조이며,
상기 부시(40)는 상부판넬(20)의 반원단(25) 및 하부판넬(30)의 반원단(35)의 외단을 감싸도록 소성 가공된 플랜지(42)를 구비하고,
상기 반원단(25)(35)과 부시(40) 사이에 부시(40)보다 강도나 전연성이 높은 중간재를 더 개재시킨 구조를 특징으로 하는 자동차용 로워암.
청구항 1에 있어서,
상기 상부판넬(20)은 강도 보강을 위한 요철형의 리브(22)를 일체로 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 로워암.
청구항 1에 있어서,
상기 하부판넬(30)은 상부판넬(20)의 상단 변부를 감싸도록 소성 가공된 플랜지(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 로워암.
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