KR101971315B1 - 스태빌라이저 링크 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

서포트 바에 있어서의 윙판 및 중앙 지지판의 요구 강도를 확보할 수 있음은 물론이고, 리브의 요구 강도를 확보할 수 있는 스태빌라이저 링크 및 그 제조 방법을 제공한다. 서포트 바(150)는, 윙판(151, 152), 중앙 지지판(153), 및, 리브(154A~154F)를 갖는다. 윙판(151, 152) 및 중앙 지지판(153)에서는, 강화 섬유가 서포트 바(150)의 길이 방향으로 배향되어 있다. 리브(154A~154F)에서는, 강화 섬유가 수직 방향으로 배향되어 있다. 윙판(151, 152)의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D1(%), 리브(154A~154F)의 수직 방향 중앙부의 수직 방향 배향률 D2(%), 리브(154A~154F)의 수직 방향 단부의 수직 방향 배향률 D3은 식 (1)을 만족시킨다.
D1＞D2＞D3…식 (1)

Description

스태빌라이저 링크 및 그 제조 방법{STABILIZER LINK AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}
본 발명은, 서포트 바를 갖는 스태빌라이저 링크 및 그 제조 방법과 관한 것이며, 특히, 수지제의 서포트 바의 개량에 관한 것이다.
스태빌라이저 링크는, 서스펜션 장치의 암 혹은 스트럿과 스태빌라이저 장치를 연결하는 볼 조인트 부품이다. 도 1은, 차량의 전방 차륜측의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 서스펜션 장치(1)는, 좌우의 타이어(4)에 설치되고, 암(11)과 실린더(12)를 구비하고 있다. 암(11)의 하단부는 타이어(4)의 축을 지지하는 베어링부에 고정되고, 실린더(12)는 암(11)에 대해 탄성 변위가 가능하다. 암(11)에는, 스태빌라이저 링크(3)가 부착되는 브래킷(13)이 설치되어 있다. 서스펜션 장치(1)는, 타이어(4)에 가해지는 차체의 중량을 지지하고 있다. 스태빌라이저 장치(2)는, 대략 コ자형상을 갖는 바(21)를 구비하고, 부시(22)를 통해 차체에 부착되어 있다. 스태빌라이저 장치(2)는, 차량의 롤 강성을 확보한다.
스태빌라이저 링크(3)는, 서스펜션 장치(1)의 브래킷(13) 및 스태빌라이저 장치(2)의 바(21)의 단부에 설치되고, 스태빌라이저 링크(3)들은 서포트 바(70)에 의해 연결되어 있다. 스태빌라이저 링크(3)는, 서스펜션 장치(1)가 노면으로부터의 입력을 받았을 때 발생하는 하중을 스태빌라이저 장치(2)에 전달한다.
도 2는, 스태빌라이저 링크(3)의 일부의 구성의 구체적인 예를 나타내는 측 단면도이다. 스태빌라이저 링크(3)는, 볼 스터드(30), 볼 시트(40), 하우징(50), 및, 더스트 커버(60)를 구비하고 있다.
볼 스터드(30)는, 일체 성형된 스터드부(31) 및 볼부(32)를 갖고 있다. 스터드부(31)는, 테이퍼부(33), 직선부(34), 및, 나사부(35)를 갖고 있다. 테이퍼부(33)는, 볼부(32)의 상단부에 이루어져 있다. 직선부(34)의 상단부 및 하단부에는, 차양부(36) 및 볼록부(37)가 형성되어 있다. 직선부(34)에 있어서의 차양부(36)와 볼록부(37) 사이에는 더스트 커버(60)의 상측 고정부(61)가 접촉하여 고정되어 있다. 서스펜션 장치(1)측의 스태빌라이저 링크(3)의 나사부(35)는, 암(11)의 브래킷(13)에 나사 체결에 의해 고정되고, 스태빌라이저 장치(2)측의 스태빌라이저 링크(3)의 나사부(35)는, 나사 체결에 의해 바(21)에 고정되어 있다.
볼 시트(40) 및 하우징(50)은, 볼 스터드(30)를 전반적으로 축지지하는 축지지 부재를 구성하고 있다. 볼 시트(40)에는, 볼 스터드(30)의 볼부(32)가 압입되어 있다. 하우징(50)은, 볼 시트(40)를 수용하고 있다. 더스트 커버(60)의 하측 고정부(62)는, 볼 시트(40) 및 하우징(50)의 플랜지부(41, 51)들 사이에 협지되어 있다. 볼 시트(40)의 바닥면부에는, 열 코킹부(42)가 형성되어 있다. 열 코킹부(42)는, 하우징(50)의 바닥부의 구멍부(52)를 통해서 돌출되고, 그 선단부가 하우징(50)의 하면부에 걸어맞춰져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).
하우징(50) 및 서포트 바(70)의 재질로서 철이 이용되고 있다. 하우징(50)과 서포트 바(70)는 별체로 성형되며, 서포트 바(70)는 저항 용접 등의 용접에 의해 하우징(50)에 연결되어 있다.
근년, 경량화를 도모하기 위해서, 서포트 바의 재질로서 수지를 이용하여, 서포트 바를 사출 성형으로 형성하는 것이 제안되고 있다. 사출 성형에서 이용되는 수지에는 통상, 유리섬유 세섬유 등의 강화 섬유가 포함되어 있다.
도 3에 나타낸 스태빌라이저 링크(5)에서는, 예를 들어 수지제의 하우징(80) 및 서포트 바(90)가 일체 성형되어 있다. 서포트 바(90)는, 도 3(A)에 나타낸 바와 같이 상측 윙판(91), 하측 윙판(92), 중앙 지지판(93), 및, 리브(94A, 94B)를 갖고 있다. 윙판(91, 92) 및 중앙 지지판(93)은, 서포트 바(90)의 길이 방향의 강도를 확보하기 위한 부위이며, 길이 방향으로 연장되어 스태빌라이저 링크(5)들을 연결하고 있다. 상측 윙판(91) 및 하측 윙판(92)은, 중앙 지지판(93)의 상단부 및 하단부에 설치되고, 도 3(B)에 나타낸 바와 같이 중앙 지지판(93)에 대해 수평 방향으로 돌출되어 있다. 이와 같이 상측 윙판(91), 하측 윙판(92), 및, 중앙 지지판(93)은, 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 I자 형상을 이루고 있다.
리브(94A, 94B)는 윙판(91, 92) 사이에 설치되고, 수직 방향의 강도를 확보하기 위한 부위이다. 리브(94A)는, 중앙 지지판(93)의 길이 방향 중앙부에 설치되고, 리브(94B, 94B)는, 리브(94A)로부터 길이 방향에 소정 간격을 두고 설치되어 있다. 리브(94A, 94B)는, 윙판(91, 92)과 마찬가지로, 중앙 지지판(93)에 대해 수평 방향으로 돌출되어 있다. 또한, 스태빌라이저 링크(5)에서는, 볼 시트와 하우징의 바닥부들의 고정은, 초음파 코킹에 의해 행해진다. 도 3에서는, 도 2에 나타낸 스태빌라이저 링크(5)와 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 부여하고 있다.
하우징(80) 및 서포트 바(90)는, 그들에 대응하는 형상을 이루는 캐비티를 갖는 성형틀을 이용하여 사출 성형을 행함으로써 얻어진다. 캐비티는, 하우징(80)을 형성하기 위한 하우징 형성부, 및, 서포트 바(90)를 형성하기 위한 서포트 바 형성부를 갖고, 서포트 바 형성부는, 윙판(91, 92)을 형성하기 위한 윙판 형성부, 중앙 지지판(93)을 형성하기 위한 중앙 지지판 형성부, 및, 리브(94A, 94B)를 형성하기 위한 리브 형성부를 갖고 있다. 이 경우, 캐비티 내에 수지를 주입하기 위한 게이트는, 하측 윙판 형성부의 길이 방향 및 수평 방향의 중앙부에 위치하고 있다.
이러한 사출 성형에서는, 수지는 유로 폭이 큰 쪽이 유동하기 쉽다. 스태빌라이저 링크(5)의 서포트 바(90)에서는, 윙판(91, 92)의 판 두께 t1(윙판 형성부의 유로 폭)이 4.2mm, 중앙판(93)의 판 두께 t2(중앙판 형성부의 유로 폭)가 3.2mm, 지지판 94A, 94B의 판 두께 t3(지지판 형성부의 유로 폭)이 2.2mm이다. 이와 같이 유로 폭은, 윙판 형성부, 중앙판 형성부, 지지판 형성부의 순으로 좁아지도록 설정되어 있기 때문에, 서포트 바 형성부에서의 수지의 유동은, 윙판 형성부, 중앙판 형성부, 지지판 형성부의 순으로 발생하고, 수지는, 윙판 형성부와 중앙판 형성부에서 충만된 후, 지지판 형성부에서 충만된다.
일본국 특허 공개 평 6-117429호 공보
수지에 포함되어 있는 강화 섬유의 길이 방향이, 각 판의 내부에서 그 요구 강도 방향과 일치한 경우, 강화 섬유에 의한 강도를 충분히 얻을 수 있다. 서포트 바(90)의 좌굴을 방지하는 기능을 갖는 윙판(91, 92) 및 중앙 지지판(93)의 경우, 요구 강도 방향은 서포트 바의 길이 방향이며, 윙판(91, 92)의 넘어짐을 방지하는 기능을 갖는 리브(94A, 94B)의 경우, 요구 강도 방향은 수직 방향이다.
서포트 바(90)의 각 부위의 강도는, 단면 모멘트 등에 의거하여 이론상 얻을 수 있으나, 상기 구성을 갖는 서포트 바(90)의 리브(94A, 94B)에 대해서 검토한 바, 리브(94A, 94B)에서는, 다음과 같은 제조상의 문제가 발생할 우려가 있음이 판명되었다.
성형틀의 리브 형성부의 유로 폭이 너무 좁으면, 그곳의 관로 저항이 커져, 게이트측의 하측 윙판 형성부로부터 리브 형성부로의 수지의 유입이 감소하기 때문에, 게이트측과는 반대측인 상측 윙판 형성부로부터의 수지의 유입량이 증가해 버린다. 그 때문에, 상측 윙판 형성부로부터의 수지와 하측 윙판 형성부로부터의 수지가, 리브 형성부의 높이 방향 중앙부 혹은 그 근방에서 합류하기 때문에, 그곳에서 웰드 플로 등의 결함이 발생할 우려가 있다. 이 경우, 수지의 합류부에 있어서 충돌 등에 의한 난류가 발생하면, 강화 섬유가 난류에 말려들어가, 각 강화 섬유의 방향이 랜덤이 된다. 이와 같이 강화 섬유의 요구 강도 방향으로의 정렬이 곤란해지므로, 리브(94A, 94B)의 필요 강도를 확보할 수 없을 우려가 있다. 특히, 리브(94A, 94B)의 수직 방향 중심부는, 발생 응력이 최대가 되는 개소이기 때문에, 상기 문제는 심각하다.
또, 성형틀의 리브 형성부의 유로 폭이 너무 넓으면, 리브(94A, 94B)에 미소 보이드가 발생해버려, 리브(94A, 94B)의 필요 강도를 확보할 수 없을 우려가 있다. 또한, 리브(94A, 94B)의 요구 강도 방향은 수직 방향이기 때문에, 사출 성형시에 리브 형성부로의 수지의 유입이 윙판 형성부로부터 행해지는 것이 바람직하다. 그런데, 서포트 바 형성부에서의 수지의 유동은, 윙판 형성부, 중앙 지지판 형성부, 리브 형성부의 순으로 발생하기 때문에, 리브 형성부로의 수지의 유입이 중앙 지지판 형성부로부터도 행해질 우려가 크며, 그 결과, 리브(94A, 94B)의 필요 강도를 확보할 수 없을 우려가 있다.
이상과 같이 특히 리브(94A, 94B)에서는, 필요 강도를 확보할 수 없을 우려가 있다.
따라서, 본 발명은, 서포트 바에 있어서의 윙판 및 중앙 지지판의 요구 강도를 확보할 수 있음은 물론이고, 리브의 요구 강도를 확보할 수 있는 스태빌라이저 링크 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 스태빌라이저 링크는, 강화 섬유를 함유하는 수지를 이용한 사출 성형에 의해 형성됨과 더불어, 하우징들을 연결하기 위한 서포트 바를 구비하고, 서포트 바는, 상측 윙판, 하측 윙판, 중앙 지지판, 및, 복수의 리브를 갖고, 상측 윙판, 하측 윙판, 및, 중앙 지지판은, 서포트 바의 길이 방향으로 연장됨과 더불어길이 방향에 수직인 단면에 있어서 I자 형상을 이루고, 복수의 리브는, 상측 윙판과 하측 윙판 사이에서 서로가 길이 방향에 있어서 이격하도록 설치되고, 상측 윙판, 하측 윙판, 및, 중앙 지지판에서는, 강화 섬유가 길이 방향으로 배향되고, 리브에서는, 강화 섬유가 수직 방향으로 배향되고, 상측 윙판 및 하측 윙판의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률을 D1(%), 리브의 수직 방향 중앙부의 수직 방향 배향률을 D2(%), 리브의 수직 방향 단부의 수직 방향 배향률을 D3(%)으로 한 경우, 배향률 D1~D3은 식 (1)을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
D1＞D2＞D3…식 (1)
본원 발명에서의 스태빌라이저 링크에서의 방향은, 상측 윙판을 상측에 배치하고, 하측 윙판을 하측에 배치한 경우에 의거하여 기재하고 있다. 리브는, 예를 들면, 중앙 지지판의 길이 방향과 평행한 좌우 양면에 형성되기 때문에, 리브의 수직 방향 중앙부는, 중앙 지지판의 좌우 양면의 각각에 형성되는 리브의 수직 방향 중앙부이다.
본원에서는, 강화 섬유의 배향률을 다음과 같이 정의하고 있다. 윙판 및 중앙 지지판의 경우, 요구 강도 방향은 서포트 바의 길이 방향이며, 리브의 경우, 요구 강도 방향은 수직 방향이다. 각 부위에 대해서, 요구 강도 방향에 대한 강화 섬유의 각도가 -45°이상 45° 이하의 범위 내에 있으면, 강화 섬유는 요구 강도 방향으로 배향되어 있다고 정의하고 있다. 이하에서는, 이와 같이 요구 강도 방향으로 배향되어 있는 강화 섬유를, 요구 강도 방향 배향 섬유로 표기하고 있다.
배향률은, 각 부위의 단면(요구 강도 방향과 평행한 단면)의 소정 영역 내에 있어서의 전체 섬유 개수에서 차지하는 요구 강도 방향 배향 섬유 개수의 비율 DM(=요구 강도 방향 배향 섬유의 개수/모든 섬유의 개수)이다.
총 섬유 개수의 카운트 방법으로는, 예를 들어 SEM에 의해 얻어진 단면 관찰 사진에 있어서 밝은 부분을 섬유로서 카운트하는 수법을 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 직선 형상, 타원 형상, 원 형상, 및 그들에 가까운 형상의 밝은 부분을 섬유로서 카운트할 수 있다. 직선 형상 및 대략 직선 형상의 밝은 부분에 대해서는, 소정 길이(예를 들어 0.1mm)를 단위 길이 u(mm)로 하여, 그 섬유의 계측 길이가 v(mm)인 경우에는, 그 개수 N을 v/u라 할 수 있다. 이 경우, 개수 N에 대해서, 소수점 이하를 반올림함으로써 얻을 수 있다.
요구 강도 방향 배향 섬유의 개수의 카운트에서는, 상기와 같이 카운트 한 모든 섬유 중, 요구 강도 방향에 대한 강화 섬유의 각도가 -45°이상 45° 이하의 범위 내에 있는 섬유를 요구 강도 방향 배향 섬유로서, 그러한 섬유 중 애스펙트비가 21/2 이상인 섬유를 카운트하고 있다. 애스펙트비는, 그 밝은 부분의 폭방향의 최대 길이에 대한 그 밝은 부분의 길이 방향의 최대 길이(=길이 방향의 최대 길이/폭방향의 최대 길이)이다. 애스펙트비를 21/2(≒1.4)로 설정한 이유는, 예를 들어 도 7(A)에 나타낸 섬유에 대해서 요구 강도 방향에 대한 각도가 45°인 섬유에 대해서, 요구 강도 방향과 평행한 단면에서 본 경우, 도 7(B)에 나타낸 바와 같이 그 단면 형상은 타원 형상이 되고, 그 애스펙트비가 21/2(≒1.4)이 되기 때문이다.
본 발명의 스태빌라이저 링크에서는, 서포트 바의 재질로서 수지를 이용하고 있기 때문에, 경량화를 도모할 수 있음은 물론이고, 수지는 강화 섬유를 함유하고, 서포트 바의 각 판에서 강화 섬유의 배향 방향을 다음과 같이 설정하고 있기 때문에, 각 판에서 강도를 확보할 수 있다. 서포트 바 상측 윙판, 하측 윙판, 및, 중앙 지지판에서는, 강화 섬유가, 그들 판의 요구 강도 방향인 서포트 바의 길이 방향으로 배향되고, 리브에서는, 강화 섬유가 수직 방향으로 배향되어 있기 때문에, 그들 판의 요구 강도 방향에 있어서 강화 섬유에 의한 강도를 얻을 수 있다.
여기서 본 발명의 스태빌라이저 링크에서는, 윙판의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D1, 리브의 수직 방향 중앙부의 수직 방향 배향률 D2, 리브의 수직 방향 단부의 수직 방향 배향률 D3은, 식 (1)을 만족시키고 있다. 따라서, 윙판에서는, 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D1이 모든 판 중에서 최대로 설정되어 있기 때문에, 요구 강도 방향(길이 방향)에 있어서 강화 섬유에 의한 강도를 충분히 얻을 수 있다. 그 결과, 서포트 바의 길이 방향에 압축 하중이 걸린 경우, 서포트 바가 좌굴하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 리브에서는, 수직 방향 중앙부의 수직 방향 배향률 D2가, 수직 방향 단부의 수직 방향 배향률 D3보다도 크게 설정되어 있기 때문에, 요구 강도 방향(수직 방향)에 있어서 강화 섬유에 의한 강도를 충분히 얻을 수 있다. 그 결과, 윙판의 넘어짐을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 스태빌라이저 링크는, 다양한 구성을 이용할 수 있다. 각 판의 요구 강도 방향에 있어서 강화 섬유에 의한 강도를 충분히 얻기 위해서 다음과 같이 배향률을 설정할 수 있다. 예를 들면, 리브의 수직 방향 중앙부의 수직 방향 배향률 D2는, 50% 이상으로 설정되어 있는 양태를 이용할 수 있다. 상측 윙판 및 하측 윙판의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D1은, 60% 이상으로 설정되어 있는 양태를 이용할 수 있다. 중앙 지지판의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D4는, 60% 이상으로 설정되어 있는 양태를 이용할 수 있다.
특히, 윙판 및 중앙 지지판에서는, 그들의 길이 방향의 모든 부분의 강화 섬유의 배향 방향이 요구 강도 방향과 일치하고 있는 경우, 강화 섬유에 의한 강도를 최대한 얻을 수 있다. 리브에서는, 그들의 수직 방향의 모든 부분의 강화 섬유의 배향 방향이 요구 강도 방향과 일치하고 있는 경우, 강화 섬유에 의한 강도를 최대한 얻을 수 있다. 그 결과, 상기 효과를 보다 효과적으로 얻을 수 있다.
또, 수지에 있어서의 강화 섬유의 함유량은 25~60 중량%인 양태를 이용할 수 있다. 수지는, 엔지니어링 플라스틱 혹은 슈퍼 엔지니어링 플라스틱인 양태를 이용할 수 있다.
본 발명의 스태빌라이저 링크의 제조 방법은, 본 발명의 스태빌라이저 링크의 제조 방법의 구체적 형태이다. 즉, 본 발명의 스태빌라이저 링크의 제조 방법은, 수지를 게이트로부터 성형틀의 캐비티 내에 주입하여 사출 성형을 행함으로써 서포트 바를 형성하고, 서포트 바의 형성에서는, 상측 윙판, 하측 윙판, 중앙 지지판을, 서포트 바의 길이 방향으로 연장시킴과 더불어 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 I자 형상을 이루도록 형성하고, 복수의 리브를, 상측 윙판과 하측 윙판 사이에서 서로가 길이 방향에 있어서 이격하도록 형성하고, 상측 윙판 및 하측 윙판의 판 두께를 t1, 중앙 지지판의 판 두께를 t2, 복수의 리브의 판 두께를 t3으로 한 경우, 판 두께 t1, t2, t3은 식 (2)~(4)를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
t1＞t2＞t3…식 (2)
0.77≤t2/t1≤0.85…식 (3)
0.77≤t3/t2≤0.85…식 (4)
본 발명의 스태빌라이저 링크의 제조 방법에서는, 본 발명의 스태빌라이저 링크와 같이 각 판의 강화 섬유의 배향 방향을 요구 강도 방향과 일치시키고, 윙판의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D1, 리브의 수직 방향 중앙부의 수직 방향 배향률 D2, 리브의 수직 방향 단부의 수직 방향 배향률 D3이 식 (1)을 만족시키도록 수지의 유동을 제어하기 위해서, 상측 윙판, 하측 윙판, 중앙 지지판, 및, 리브의 각각의 판 두께의 관계식을 설정하고 있다.
스태빌라이저 링크의 제조에서 사용하는 성형틀에서는, 예를 들면, 게이트로부터 수지를 주입하면, 수지가, 예를 들어 서포트 바 형성부 및 하우징 형성부를 유동한다. 이 경우, 상측 윙판 및 하측 윙판의 판 두께 t1, 중앙 지지판의 판 두께 t2, 복수의 리브의 판 두께 t3이 식 (2)를 만족시키도록 하우징 형성부를 통한 서포트 바 형성부에서의 수지의 유동은, 윙판 형성부, 중앙 지지판 형성부, 리브 형성부의 순으로 발생하고, 수지는, 윙판 형성부와 중앙 지지판 형성부에서 충만된 후, 리브 형성부에서 충만된다.
이 경우, 윙판이 서포트 바의 강성 향상에 가장 기여하는 부위이기 때문에, 상측 윙판 및 하측 윙판의 판 두께를 가장 두껍게 한다. 예를 들면, 성형틀의 캐비티의 윙판 형성부측에 게이트를 설치한 경우, 수지를 게이트로부터 캐비티 내에 주입하면, 윙판 형성부의 길이 방향으로 수지의 유동이 발생하기 때문에, 윙판에서는, 강화 섬유의 배향 방향을 서포트 바의 길이 방향으로 설정할 수 있다. 따라서, 강화 섬유의 배향 방향을 윙판의 요구 강도 방향과 일치시킬 수 있기 때문에, 강화 섬유에 의한 강도를 충분히 얻을 수 있다.
여기서 본 발명의 스태빌라이저 링크의 제조 방법에서는, 중앙 지지판의 판 두께를 윙판보다 얇게, 또한 리브보다도 두꺼운 판 두께로 설정함으로써, I자 형상을 이루는 윙판 및 중앙 지지판을 리브보다도 우선적으로 형성할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 성형틀의 캐비티의 하측 윙판 형성부측에 게이트를 설치하면, 하측 윙판 형성부 및 중앙 지지판 형성부에서는, 수지의 주 유동(메인 플로우)이 발생해, 게이트측의 하측 윙판 형성부로부터의 수지가 리브 형성부에 유입된다. 이와 같이 리브 형성부에서는, 수직 방향 상측으로 향하는 수지의 유동을 수직 방향 하측으로 향하는 수지의 유동보다도 우선적으로 발생시킬 수 있다.
이에 의해, 중앙 지지판 형성부로부터 리브 형성부로의 수지의 유입을 효과적으로 억제할 수 있음과 더불어, 리브에서는, 발생 응력이 최대가 되는 수직 방향의 중심부 및 그 근방부에 있어서, 웰드 플로 등의 결함의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 강화 섬유의 배향 방향을 수직 방향으로 설정할 수 있다. 따라서, 강화 섬유의 배향 방향을 리브의 요구 강도 방향과 일치시킬 수 있기 때문에, 강화 섬유에 의한 강도를 충분히 얻을 수 있다. 또, 식 (2)~(4)를 만족시키도록 판 두께 t1~t3을 적절히 설정함으로써, 사출 성형중에 미소 보이드의 발생을 방지할 수 있다.
이상과 같은 윙판, 중앙 지지판, 및, 리브의 각각에서의 강화 섬유의 배향 방향의 요구 강도 방향과의 일치, 및, 식 (1)을 만족시키는 배향률 D1~D3의 설정은, 식 (2)~(4)를 만족시킴으로써, 효과적으로 실현될 수 있다.
본 발명의 스태빌라이저 링크의 제조 방법은, 각종 특성을 향상시키기 위해서 다양한 구성을 이용할 수 있다. 예를 들면, 판 두께 t1, t2, t3을 2.0mm 이상으로 설정하는 양태를 이용할 수 있다. 예를 들어, 서포트 바의 길이 방향 단면에 있어서 상측 윙판 및 하측 윙판의 중앙부와 그들 중앙부에 접속하는 2개의 리브로 형성시키는 사각형의 종횡비(=횡방향의 길이/종방향의 길이)를 0.8~1.2의 범위 내로 설정하는 양태를 이용할 수 있다.
예를 들어, 판 두께 t1을 3.0~4.0mm의 범위 내로 설정하는 양태를 이용할 수 있다. 예를 들면, 서포트 바의 길이 방향 단면에 있어서 상측 윙판 및 하측 윙판의 단부와 그들 단부에 접속하는 2개의 리브로 형성시키는 사각형의 종횡비(=횡방향의 길이/종방향의 길이)를 0.6 이상으로 설정하는 양태를 이용할 수 있다. 예를 들어, 서포트 바의 각 판의 경계부에 형성되는 만곡부의 곡률 반경의 최소값을 0.5~1.0의 범위 내로 설정하는 양태를 이용할 수 있다.
본 발명의 스태빌라이저 링크 혹은 그 제조 방법에 의하면, 서포트 바에 있어서의 윙판 및 중앙 지지판의 요구 강도를 확보할 수 있음은 물론이고, 성형틀에서의 중앙 지지판 형성부로부터 리브 형성부로의 수지의 유입을 효과적으로 억제할 수 있음과 더불어, 웰드 플로나 미소 보이드 등의 결함의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 리브의 요구 강도를 확보할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 차량의 전방 차륜측의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래의 스태빌라이저 링크의 일례의 개략 구성을 나타내는 측단면도이다.
도 3은 종래의 스태빌라이저 링크의 다른 예의 개략 구성을 나타내고, (A)는 측면도, (B)는 지면 수직 방향의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스태빌라이저 링크의 좌측 부분의 개략 구성을 나타내는 측 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스태빌라이저 링크에 있어서 일체 성형된 하우징과 서포트 바의 개략 구성을 나타내고, (A)는 상면도, (B)는 측면도, (C)는 (B)의 5C-5C선의 측단면도, (D)는 도 5(B)에 나타낸 틀부(J1)로 둘러싸이는 부분의 구성을 나타내는 확대도이다.
도 6의 (A), (B)는, 도 5(B)에 나타낸 틀부(J1, K1)로 둘러싸이는 부분의 구성을 나타내는 확대도이다.
도 7은 본 발명의 스태빌라이저 링크의 배향률의 정의를 설명하기 위한 도면이며, (A)는 요구 강도 방향에 대한 각도가 45°인 강화 섬유의 구체예의 단면, (B)는 (A)의 요구 강도 방향에 있어서의 강화 섬유의 구체예의 타원 단면을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예의 스태빌라이저 링크의 외관을 나타내고, (A)의 상측 사진이 사시 사진, (A)의 하측 사진이 측면 사진, (B)는 관찰 부분을 설명하기 위한 확대 사진이다.
도 9는 도 8(B)에 나타낸 하측 윙판(게이트측 윙판)의 중앙부(I부)의 단면 사진이다.
도 10은 도 9에 나타낸 하측 윙판의 중앙부(I부)의 확대 단면 사진이며, (A)는 도 9의 A부(중앙부 좌측), (B)는 도 9의 B부(중앙부 중심부), (C)는 도 9의 C부(중앙부 우측)의 확대 단면 사진이다.
도 11은 도 8(B)에 나타낸 리브의 II부 및 그 근방부의 단면 사진이다.
도 12는 도 11에 나타낸 리브의 II부의 근방부의 각 부위의 확대 단면 사진이며, (A)는 도 11의 D부(하측 윙판의 리브측), (B)는 도 11의 H부(상측 윙판의 리브측)의 확대 단면 사진이다.
도 13은 도 11에 나타낸 리브의 II부의 확대 단면 사진이며, (A)는 도 11의 E부(게이트측 단부), (B)는 도 11의 F부(중앙부), (C)는 도 11의 G부(반대측 단부)의 확대 단면 사진이다.
도 14는 도 8(B)에 나타낸 중앙 지지판의 중앙부(III부)의 단면 사진이다.
도 15는 도 14에 나타낸 중앙 지지판의 중앙부(III부)의 각 부위의 확대 단면 사진이며, (A)는 도 14의 I부(중앙부 좌측), (B)는 도 14의 J부(중앙부 중심부), (C)는 도 14의 K부(중앙부 우측)의 확대 단면 사진이다.
도 16은 본 발명의 실시예의 스태빌라이저 링크에서의 강화 섬유를 함유한 수지의 배향률과 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.
(1) 스태빌라이저 링크의 구성 및 제조 수법
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 스태빌라이저 링크의 좌측 부분의 개략 구성을 나타내는 도면, 도 5는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 스태빌라이저 링크에 있어서 일체 성형된 하우징과 서포트 바의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 본 실시형태의 스태빌라이저 링크(100)에서는, 도 2의 스태빌라이저 링크(3)와 동일한 구성에는 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략하고 있다.
스태빌라이저 링크(100)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 볼 스터드(110), 볼 시트(120), 하우징(130), 및, 더스트 커버(140)를 구비하고 있다. 스태빌라이저 링크(100)의 하우징(130)들은, 서포트 바(140)에 의해 연결되어 있다.
볼 스터드(110)는, 예를 들어 금속으로 이루어짐과 더불어 일체 성형된 스터드부(111) 및 볼부(112)를 갖는다. 스터드부(111)는, 예를 들어 테이퍼부(33), 직선부(34), 나사부(35), 차양부(36) 및 볼록부(37)를 갖고 있다. 볼 시트(120)는, 예를 들어 POM(폴리아세탈) 등의 수지로 이루어지고, 볼 스터드(110)의 볼부(112)를 수용한다. 볼 시트(120)는, 예를 들어 플랜지부(41) 및 열 코킹부(121)를 갖는다.
하우징(130)은, 볼 시트(120)를 수용하는 볼 시트 수용부(131)를 갖는다. 하우징(130)의 측면부는, 예를 들어 상면이 평탄한 상단부(132)를 갖는다. 하우징(130)의 바닥부에는, 구멍부(130A)가 형성되어 있다. 볼 시트(120)의 열 코킹부(121)는, 하우징(130)의 바닥부의 구멍부(130A)를 통해서 돌출되고, 그 선단부가 하우징(130)의 하면부에 걸어맞춰져 있다. 더스트 커버(140)는 고정부(61, 62)를 갖는다.
서포트 바(150)는, 예를 들어 도 5에 나타낸 바와 같이 하우징(130)과 일체 성형된 바이며, 상측 윙판(151), 하측 윙판(152), 중앙 지지판(153), 및, 리브(154A~154F)를 갖는다. 또한, 서포트 바(150)의 구성 및 성형 수법은 이하에서 상세하게 기술한다.
이러한 스태빌라이저 링크(100)는, 예를 들어 다음과 같은 제조 수법에 의해 얻어진다. 우선, 예를 들어 더스트 커버(140)의 상측 고정부(61)를 스터드 볼(201)의 차양부(36)와 볼록부(37) 사이에 접촉시키고 그 사이에서 유지한다. 그 다음에, 스터드 볼(110)의 볼부(112)를 볼 시트(120)에 압입한다. 이 경우, 더스트 커버(140)의 하측 고정부(62)를 볼 시트(120)의 플랜지부(41)의 하면측에 배치한다. 또한, 볼 시트(120)는, 뒤의 공정에서 열 코킹부(121)가 되는 핀부를 갖는다.
계속해서, 일체 성형된 하우징(130)과 서포트 바(150)를 준비하고, 하우징(130)의 볼 시트 수용부(131)에 볼 시트(120)를 압입한다. 이 경우, 더스트 커버(140)의 하측 고정부(62)는, 볼 시트(120)의 플랜지부(41)와 하우징(130)의 상단부(132) 사이에 협지되고, 볼 시트(120)의 핀부는, 하우징(130)의 구멍부(130A)로부터 외부로 돌출하는 형태가 된다. 다음에, 열 코킹기를 이용하여 볼 시트(120)의 핀부를 가열에 의해 변형시켜 열 코킹부(121)로 한다. 이에 의해, 볼 시트(120)가 하우징(130)에 고정됨으로써, 도 4에 나타낸 스태빌라이저 링크(100)가 얻어진다.
(2) 서포트 바의 구성 및 성형 수법
윙판(151, 152), 및 중앙 지지판(153)은, 예를 들어 도 5에 나타낸 바와 같이 서포트 바(150)의 길이 방향으로 연장되고, 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 I자 형상을 이루고 있다. 중앙 지지판(153)은, 서포트 바(150)의 길이 방향(x방향과 평행한 방향)의 모든 부분에서 윙판을 지지하는 기능을 갖는다. 중앙 지지판(153)의 길이 방향의 좌우 양면의 리브(154A~154F)는, 윙판(151, 152) 사이에서 서로가 길이 방향에 있어서 이격하도록 설치되어 있다. 이 경우, 리브(154A~154F)는, 예를 들어 윙판(151, 152)과 마찬가지로, 중앙 지지판(153)에 대해 폭방향(y방향과 평행한 방향)으로 돌출하고, 윙판(151, 152)의 넘어짐을 억제하는 기능을 갖는다.
서포트 바(150)는, 예를 들어 하우징(130)과 일체 성형됨과 더불어, 강화 섬유를 함유하는 수지로 이루어진다. 수지의 재질은, 강도 확보, 경량, 및, 내후성 향상을 도모하기 위해서, 엔지니어링 플라스틱 혹은 슈퍼 엔지니어링 플라스틱인 것이 적절하다. 엔지니어링 플라스틱으로는, 예를 들면, PA66(나일론 66), PA6(나일론 6), PPS(폴리페닐렌설파이드), 및, POM(폴리아세탈)을 들 수 있다. 강화 섬유로는, 예를 들어 유리섬유 세섬유를 들 수 있다.
수지에서의 강화 섬유의 함유량은, 25~60중량%인 것이 적절하다. 강화 섬유에 의한 강도 향상 효과 및 고온(예를 들어 80℃)에서의 강도가 상온(예를 들어 23℃)인 것에 대해 50% 이상으로 하기 위해서, 상기 함유량을 25중량% 이상으로 설정하는 것이 적절하다. 한편, 강화 섬유의 상기 함유량이 많아지면, 성형에서 이용하는 사출 성형기의 수명이 저하되기 때문에, 상기 함유량은 60중량% 이하로 설정하는 것이 적절하다.
상측 윙판(151), 하측 윙판(152) 및 중앙 지지판(153)에서는, 강화 섬유의 배향 방향은 서포트 바(150)의 길이 방향으로 설정되고, 강화 섬유가 서포트 바(150)의 길이 방향으로 정렬되어 있다. 리브(154A~154F)에서는, 강화 섬유의 배향 방향은 수직 방향(z방향과 평행한 방향)으로 설정되어 있다. 이 경우, 상측 윙판(151) 및 하측 윙판(152)의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D1(%), 리브(154A~154F)의 수직 방향 중앙부의 수직 방향 배향률 D2(%), 리브(154A~154F)의 수직 방향 단부의 수직 방향 배향률을 D3(%)으로 한 경우, 배향률 D1~D3은 식 (1)을 만족시키고 있다.
D1＞D2＞D3…식 (1)
상측 윙판(151) 및 하측 윙판(152)의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D1은, 60% 이상으로 설정되어 있는 것이 적절하다. 중앙 지지판(153)의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D4는, 60% 이상으로 설정되어 있는 것이 적절하다. 리브(154A~154F)의 수직 방향 중앙부의 수직 방향 배향률 D2는, 50% 이상으로 설정되어 있는 것이 적절하다.
이 경우, 예를 들어 리브(154A~154F)(도 5(D)에서는 리브(154A)만 도시)의 각각에 있어서, 수직 방향 배향률이 50% 이상인 영역이 형성되고, 그 영역의 수직 방향 길이 h1의 수직 방향 전체 길이 H1(리브의 높이)에 대한 비율은 60% 이상으로 설정되어 있는 것이 적절하다. 이 경우, 많은 강화 섬유가 수직 방향으로 배향되어 있는 리브의 상기 영역에서는, 많은 강화 섬유가 길이 방향으로 배향되어 있는 중앙 지지판(152) 사이에 경계부가 형성되어 있는 것이 적절하다. 또한, 길이 h1의 수직 방향 중심은, 각 리브의 수직 방향 중심부에 위치하고 있다. 또한, 도 5(D)에서는, 전체 길이 H1의 일례로서, 리브의 판 두께 중앙선에서의 높이를 나타내고 있다.
하우징(130) 및 서포트 바(150)는, 그들에 대응하는 형상을 이루는 캐비티를 갖는 성형틀을 이용한 사출 성형에 의해 얻어진다. 성형틀에서는, 인서트 등을 이용함으로써, 캐비티 내에 각 부위의 하기 형성부를 형성한다. 캐비티는, 하우징(130)을 형성하기 위한 하우징 형성부, 및, 서포트 바(150)를 형성하기 위한 서포트 바 형성부를 갖고 있다. 서포트 바 형성부는, 윙판(151, 152)을 형성하기 위한 윙판 형성부, 중앙 지지판(153)을 형성하기 위한 중앙 지지판 형성부 및 리브(154A~154F)를 형성하기 위한 리브 형성부를 갖고 있다.
상기와 같은 윙판(151, 152), 중앙 지지판(153), 및, 리브(154A~154F)에서의 강화 섬유의 배향을 실현하기 위해서, 윙판(151, 152)의 판 두께 t1(도 5(C)), 윙판 형성부의 유로 폭에 대응), 중앙 지지판(153)의 판 두께 t2(도 5(C), 중앙 지지판 형성부의 유로 폭에 대응), 및, 리브(154A~154F)의 판 두께 t3(도 5(B), 리브 형성부의 유로 폭에 대응)은, 식 (2)~(4)를 만족시키는 것이 필요하다.
t1＞t2＞t3…식 (2)
0.77≤t2/t1≤0.85…식 (3)
0.77≤t3/t2≤0.85…식 (4)
캐비티 내에 수지를 주입하기 위한 게이트의 위치(도 5(B), 5(D)의 부호 G1에 대응하는 위치)는, 예를 들어 하측 윙판 형성부의 길이 방향(x방향과 평행한 방향) 및 폭방향(y방향과 평행한 방향)의 중심부에 설정되어 있다. 또한, 게이트 위치(도 5(D))는, 길이 방향 및 폭방향의 상기 중심부로 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 윙판 형성부의 부호 g의 부분의 소정 길이의 범위 내로 설정되어 있으면 된다. 부호 g1의 중심은, 예를 들어 하측 윙판 형성부의 길이 방향의 중심부에 위치하고 있다.
본 실시형태에서는, 성형틀의 캐비티에 게이트로부터 수지를 주입하면, 수지가, 예를 들어 서포트 바 형성부 및 하우징 형성부를 유동한다. 이 경우, 상측 윙판 및 하측 윙판의 판 두께 t1, 중앙 지지판의 판 두께 t2, 복수의 리브의 판 두께 t3이 식 (2)를 만족시키도록 하우징 형성부를 통한 서포트 바 형성부에서의 수지의 유동은, 윙판 형성부, 중앙 지지판 형성부, 리브 형성부의 순으로 발생하고, 수지는, 윙판 형성부와 중앙 지지판 형성부에서 충만된 후, 리브 형성부에서 충만된다.
이 경우, 서포트 바 형성부의 윙판 형성부 및 중앙 지지판 형성부에서는, 수지의 주 유동(메인 플로우)이 발생해, I자 형상을 이루는 윙판(151, 152) 및 중앙 지지판(153)이 리브(154A~154F)보다도 우선적으로 형성된다. 이 경우, 캐비티의 윙판 형성부 및 중앙 지지판에서는, 그 길이 방향으로 수지의 유동이 발생하기 때문에, 윙판(151, 152) 및 중앙 지지판(153)에서는, 강화 섬유의 배향 방향을 서포트 바의 길이 방향으로 설정할 수 있다. 따라서, 강화 섬유의 배향 방향을 윙판(151, 152)의 요구 강도 방향과 일치시킬 수 있기 때문에, 강화 섬유에 의한 강도를 충분히 얻을 수 있다.
여기서, 하측 윙판 형성부 및 중앙 지지판 형성부에서는, 수지의 주 유동(메인 플로우)이 발생하면, 게이트측 하측 윙판 형성부로부터의 수지가 리브 형성부로 유입된다. 이와 같이 리브 형성부에서는, 수직 방향 상측으로 향하는 수지의 유동을 수직 방향 하측으로 향하는 수지의 유동보다도 우선적으로 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 중앙 지지판 형성부로부터 리브 형성부로의 수지의 유입을 효과적으로 억제할 수 있음과 더불어, 리브에서는, 발생 응력이 최대가 되는 수직 방향의 중심부 및 그 근방부에 있어서, 웰드 플로 등의 결함의 발생을 억제할 수 있으므로, 강화 섬유의 배향 방향을 수직 방향으로 설정할 수 있다. 따라서, 강화 섬유의 배향 방향을 리브의 요구 강도 방향과 일치시킬 수 있기 때문에, 강화 섬유에 의한 강도를 충분히 얻을 수 있다. 또, 식 (2)~(4)를 만족시키도록 판 두께 t1~t3을 적절히 설정함으로써, 사출 성형중에 미소 보이드의 발생을 방지할 수 있다.
이상과 같은 윙판(151, 152), 중앙 지지판(153), 및, 리브(154A~154F)의 각각에서의 강화 섬유의 배향 방향의 요구 강도 방향으로의 일치, 및, 식 (1)을 만족시키는 배향률 D1~D3의 설정은, 식 (2)~(4)를 만족시킴으로써 효과적으로 실현될 수 있다.
특히, 리브(154A~154F)의 수직 방향 중앙부의 수직 방향 배향률 D2는 50% 이상으로 설정되어 있는 경우, 리브(154A~154F)에 있어서 강화 섬유에 의한 강도를 더욱 얻을 수 있다. 상측 윙판(151) 및 하측 윙판(152)의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D1은 60% 이상으로 설정되어 있는 경우, 윙판(151, 152)에 있어서 강화 섬유에 의한 강도를 더욱 얻을 수 있다. 중앙 지지판(153)의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D4는, 60% 이상으로 설정되어 있는 경우, 중앙 지지판(153)에 있어서 강화 섬유에 의한 강도를 더욱 얻을 수 있다.
이상과 같은 사출 성형에서는, 서포트 바(150)의 성능 향상을 위해서 이하의 조건을 만족시키는 것이 적절하다. 서포트 바(150)의 성형성(수지의 유동성)을 확보하기 위해서, 판 두께 t1~t3을 2.0mm 이상으로 설정하는 것이 적절하다.
리브(154A~154F)의 간격에 대해서, 이하와 같이 설정하는 것이 적절하다.
도 3에 나타낸 종래의 스태빌라이저 링크(5)에서는, 상측 윙판(91) 및 하측 윙판(92)의 판 두께 중앙선 및 리브(94A, 94B)의 판 두께 중앙선으로 둘러싸이는 사각형에서는, 리브(94A, 94B)의 간격이 윙판(91, 92)의 간격보다도 너무 크면, 윙판(91, 92)이, 길이 방향 중앙부 근방을 중심으로 하여 넘어질(변형될) 우려가 있다. 예를 들어 스태빌라이저 링크(5)에서는, 윙판(91, 92)의 종방향 간격을 I1, 리브(94A, 94B)의 횡방향 간격을 I2라 하면, 간격비(=횡방향 간격 I2/종방향 간격 I1)가, 2.5 정도이므로, 윙판(91, 92)이 리브(94A, 94B) 사이에서 넘어질 우려가 크다.
이에 대해 본 실시형태에서는, 리브(154A~154F)를, 윙판(151, 152) 사이에서 서로가 길이 방향에 있어서 동일하게 이격하도록 설치하고 있지만, 이 경우, 리브(154A~154F)에 대해서 이하와 같은 양태가 적절하다.
예를 들면, 도 6(A)에 나타낸 바와 같이 서포트 바(150)의 길이 방향 단면에 있어서 윙판(151, 152)의 중앙부와 그들 중앙부에 접속하는 2개의 리브(154A, 154A)로 사각형을 형성한 경우, 그 사각형의 종횡비(=횡방향이 길이 s2/종방향의 길이 s1)를 0.8~1.2의 범위 내로 설정하는 것이 적절하다. 또한, 도 6(A)의 파선은, 각 판의 판 두께 중앙선이며, 길이 s1은, 리브(154A)의 판 두께 중앙선과 윙판(151, 152)의 판 두께 중앙선의 교점끼리의 간격, 길이 s2는, 리브(154A, 154A)의 판 두께 중앙선끼리의 간격이다.
상기 사각형에서는, 종횡비가 1.0에 가까워질수록, 윙판(151, 152)이 넘어지기 어려워진다. 서포트 바(150)에서는, 예를 들어 좌굴 하중을 받았을 때에 가장 응력이 높아지는 부위가 중앙부이기 때문에, 그곳에서의 사각형의 종횡비는 중요하다. 한편, 리브(154A, 154A)끼리의 간격을 너무 짧게 하면, 성형틀의 구성이 복잡하게 되어 버린다. 그러한 불편을 억제하기 위해서는, 상기 종횡비의 범위가 적절하다.
서포트 바(150)의 단부측에서는, 좌굴 응력은 낮기 때문에, 리브끼리의 간격을 크게 설정해도 된다. 이 경우, 예를 들어 도 6(B)에 나타낸 서포트 바(150)의 길이 방향 단면에 있어서 윙판(151, 152)의 단부와 그들 단부에 접속하는 2개의 리브(154E, 154F)로 사각형을 형성한 경우, 그 사각형의 종횡비(=횡방향이 길이 s4/종방향의 길이 s3)를 0.6 이상으로 설정하는 것이 적절하다. 또한, 도 6(B)의 파선은, 각 판의 판 두께 중앙선이며, 길이 s3는, 리브(154E, 154F)의 판 두께 중앙선과 윙판(151, 152)의 판 두께 중앙선의 교점끼리의 간격, 길이 s4는, 리브(154E, 154F)의 판 두께 중앙선끼리의 간격이다.
윙판(151, 152)의 판 두께 t1을 3.0~4.0mm의 범위 내로 설정하는 것이 적절하다. 윙판(151, 152)의 판 두께 t1은 너무 두꺼우면, 사출 성형중에 미소 보이드의 발생 등이 일어나, 강화 섬유가 발휘 가능한 본래의 강도를 얻을 수 없을 우려가 있고, 또한 경량화를 충분히 도모하는 것이 곤란하다. 그러한 문제를 해소하기 위해서 판 두께 t1을 4.0mm 이하로 설정하는 것이 적절하다. 또 성형성(수지의 유동성)을 보다 효과적으로 확보하기 위해서 판 두께 t1을 3.0mm 이하로 설정하는 것이 적절하다.
서포트 바(150)의 각 판의 경계부에 형성되는 만곡부 중에서 곡률 반경이 최소가 되는 부분의 곡률 반경은 0.5~1.0의 범위 내로 설정되어 있는 것이 적절하다. 이 양태에서는, 수지의 유동이 원활하게 행해지므로, 각 판에서 강화 섬유를 요구 강도 방향으로 정렬시킬 수 있다.
실시예
이하, 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명의 실시형태를 더욱 상세하게 설명한다. 실시예에서는, 실시형태의 제조 방법을 이용하여 도 8(A)에 나타낸 스태빌라이저 링크를 얻었다. 스태빌라이저 링크의 제조에서는, 수지로서 나일론 6 혹은 나일론 66을 이용하고, 수지에 함유시키는 강화 섬유로서 유리섬유 세섬유를 이용했다. 수지에 있어서의 강화 섬유의 함유량은 30~60 중량%로 설정했다.
이와 같이 얻어진 스태빌라이저 링크에 대해서, SEM을 이용하여, 도 8(B)에 나타낸 바와 같이 서포트 바의 길이 방향 중앙 부분의 하측 윙판(게이트측의 윙판)의 길이 방향 부분(I부), 리브(도 5(B)의 부호 154A에 대응)의 II부 및 그 근방부의 수직 방향 부분 및 중앙 지지판의 길이 방향 부분(III부)의 단면 관찰을 행했다. 그 결과를 도 9~15에 나타냈다.
또한, 도 9~15에서는, 윙판의 상하 관계는, 실시형태와 마찬가지로, 게이트측을 하측으로 하고, 게이트측과는 반대측을 상측으로 하고 있으며, 그 상하와는 반대로 되어 있다. 횡방향은 서포트 바의 길이 방향, 종방향은 서포트 바의 수직 방향에 대응하고 있고, 사진중의 밝은 부분이 강화 섬유를 나타내고 있다. 이하에서는, 각 판의 소정 부분에 대해서, 강화 섬유의 배향률을 나타내고 있는데, 그 측정 수법은, 본원의 [0021]~[0024]에 기재된 수법을 이용했다. 이 경우, 각 사진의 중심 부분의 0.5mm각(0.5mm×0.5mm의 영역)에서의 배향률을 조사했다. 도 16은, 강화 섬유를 함유한 수지의 배향률과 강도의 관계를 나타내는 그래프이며, 배향률이 100%인 경우에는, 모든 강화 섬유에 대해서, 요구 강도 방향에 대한 각도가 -45° 이상 45°이하의 범위 내에 있는 경우이다.
도 9는, 하측 윙판의 I부(도 8(B))의 단면 관찰 결과를 나타내고, 도 10(A)~10(C)는, 도 9의 A부~C부의 확대 단면 관찰 결과를 나타내고 있다. 하측 윙판의 I부는, 도 10(A)~10(C)로부터 알 수 있듯이, 주된 강화 섬유의 배향 방향은 횡방향(길이 방향)이었다. 도 10(B)에 나타난 하측 윙판의 I부의 B부(중심부)의 길이 방향 배향률(D1)은 69.2%이며, 강도는 92.3%였다.
도 11은, 리브의 II부 및 그 근방부(도 8(B))의 단면 관찰 결과를 나타내고, 도 12(A)~13(C)는, 도 11의 D부, H부, E부~G부의 확대 단면 관찰 결과를 나타내고 있다. 도 11의 D부는 하측 윙판의 리브측 부분, 도 11의 H부는 상측 윙판의 리브측 부분이며, 도 11의 E부~G부는, 리브의 하측 윙판측 단부(게이트측 단부), 리브의 수직 방향 중앙부, 리브의 상측 윙판측 단부(반대측 단부)이다. 하측 윙판의 D부(리브측 부분) 및 상측 윙판의 H부(리브측 부분)의 강화 섬유의 배향 방향은 종방향(수직 방향)은 아니었던 것에 반해, 리브의 하측 윙판측 단부(E부), 리브의 F부(수직 방향 중앙부), 및, 리브의 G부(상측 윙판측 단부)는, 도 13(A)~13(C)로부터 알 수 있듯이, 주된 강화 섬유의 배향 방향은 종방향(수직 방향)이었다. 특히, 리브의 E부(하측 윙판측 단부) 및 리브의 G부(상측 윙판측 단부)에서는, 리브의 F부(수직 방향 중앙부)에 가까울수록, 강화 섬유가 종방향(수직 방향)으로 배향되어 있는 경향이 강했다.
도 13(B)에 나타난 리브의 수직 방향 중앙부(F부)의 수직 방향 배향률(D2)은 55%, 강도는 88.8%였다. 도 13(A)에 나타난 리브의 하측 윙판측 단부(E부)의 수직 방향 배향률(D3)은 16%, 강도는 78.8%였다. 도 12(A)에 나타난 하측 윙판의 리브측 부분(D부)의 수직 방향 배향률은 6%, 강도는 76.6%였다.
도 14는, 중앙 지지판의 III부(도 8(B))의 단면 관찰 결과를 나타내고, 도 15(A)~15(C)는, 도 14의 I부~K부의 확대 단면 관찰 결과를 나타내고 있다. 중앙 지지판의 III부는, 도 15(A)~15(C)로부터 알 수 있듯이, 주된 강화 섬유의 배향 방향은 횡방향(길이 방향)이었다. 도 15(B)에 나타난 중앙 지지판의 I부의 J부(중심부)의 길이 방향 배향률(D4)은 68%이며, 강도는 91.7%였다.
이상과 같이 본 실시예에서는, 상측 윙판, 하측 윙판 및 중앙 지지판에서는, 강화 섬유가 주로 길이 방향으로 배향되고, 리브에서는, 강화 섬유가 주로 수직 방향으로 배향되어 있음을 확인했다. 이 경우, 하측 윙판의 길이 방향 중심부(B부)의 길이 방향 배향률 D1(%), 리브의 수직 방향 중심부(F부)의 수직 방향 배향률을 D2, 리브의 수직 방향 단부(E부)의 수직 방향 배향률을 D3으로 한 경우, 배향률 D1~D3은 식 (1)을 만족시키는 것을 확인했다.
이 경우, 리브의 수직 방향 중심부(F부)의 수직 방향 배향률 D2를 50% 이상으로 설정할 수 있고, 하측 윙판의 길이 방향 중심부(B부)의 길이 방향 배향률 D1을 60% 이상으로 설정할 수 있으며, 중앙 지지판의 길이 방향 중심부(J부)의 길이 방향 배향률 D4를 60% 이상으로 설정할 수 있음을 확인했다.
100:스태빌라이저 링크
110:볼 스터드
111:스터드부
112:볼부
120:볼 시트
130:하우징
130, 131:볼 시트 수용부
132:상단부
140:더스트 커버
150:서포트 바
151:상측 윙판
152:하측 윙판
153:중앙 지지판
154A~154F:리브
G1:게이트에 대응하는 위치
t1:윙판의 판 두께
t2:중앙 지지판의 판 두께
t3:리브의 판 두께

Claims (12)

  1. 강화 섬유를 함유하는 수지를 이용한 사출 성형에 의해 형성됨과 더불어, 하우징들을 연결하기 위한 서포트 바를 구비하고,
    상기 서포트 바는, 상측 윙판, 하측 윙판, 중앙 지지판, 및, 복수의 리브를 갖고,
    상기 상측 윙판, 상기 하측 윙판, 및, 상기 중앙 지지판은, 상기 서포트 바의 길이 방향으로 연장됨과 더불어 상기 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 I자 형상을 이루고, 상기 복수의 리브는, 상기 상측 윙판과 상기 하측 윙판 사이에서 서로가 상기 길이 방향에 있어서 이격하도록 설치되고,
    상기 상측 윙판, 상기 하측 윙판, 및, 상기 중앙 지지판에서는, 상기 강화 섬유가 상기 길이 방향으로 배향되고, 상기 리브에서는, 상기 강화 섬유가 수직 방향으로 배향되고,
    상기 상측 윙판 및 상기 하측 윙판의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률을 D1(%), 상기 리브의 수직 방향 중앙부의 수직 방향 배향률을 D2(%), 상기 리브의 수직 방향 단부의 수직 방향 배향률을 D3(%)으로 한 경우, 배향률 D1~D3은 식 (1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크.
    D1＞D2＞D3…식 (1)
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 리브의 수직 방향 중앙부의 수직 방향 배향률 D2는, 50% 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상측 윙판 및 상기 하측 윙판의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D1은, 60% 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 중앙 지지판의 길이 방향 중앙부의 길이 방향 배향률 D4는, 60% 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지에 있어서의 상기 강화 섬유의 함유량은 25~60중량%인 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지는, 엔지니어링 플라스틱 혹은 슈퍼 엔지니어링 플라스틱인 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크.
  7. 청구항 1에 기재된 스태빌라이저 링크의 제조 방법에 있어서,
    상기 수지를 게이트로부터 성형틀의 캐비티 내에 주입하여 사출 성형을 행함으로써 서포트 바를 형성하고,
    상기 서포트 바의 형성에서는, 상기 상측 윙판, 상기 하측 윙판, 상기 중앙 지지판을, 상기 서포트 바의 길이 방향으로 연장시킴과 더불어 상기 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 I자 형상을 이루도록 형성하고, 상기 복수의 리브를, 상기 상측 윙판과 상기 하측 윙판 사이에서 서로가 상기 길이 방향에 있어서 이격하도록 형성하고,
    상기 상측 윙판 및 상기 하측 윙판의 판 두께를 t1, 상기 중앙 지지판의 판 두께를 t2, 상기 복수의 리브의 판 두께를 t3으로 한 경우, 판 두께 t1, t2, t3은 식 (2)~(4)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크의 제조 방법.
    t1＞t2＞t3…식 (2)
    0.77≤t2/t1≤0.85…식 (3)
    0.77≤t3/t2≤0.85…식 (4)
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 판 두께 t1, t2, t3을 2.0mm 이상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크의 제조 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 서포트 바의 길이 방향 단면에 있어서 상기 상측 윙판 및 상기 하측 윙판의 중앙부와 그들 중앙부에 접속하는 2개의 리브로 형성시키는 사각형의 종횡비(=횡방향의 길이/종방향의 길이)를 0.8~1.2의 범위 내로 설정하는 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크의 제조 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 판 두께 t1을 3.0~4.0mm의 범위 내로 설정하는 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크의 제조 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 서포트 바의 길이 방향 단면에 있어서 상기 상측 윙판 및 상기 하측 윙판의 단부와 그들 단부에 접속하는 2개의 리브로 형성시키는 사각형의 종횡비(=횡방향의 길이/종방향의 길이)를 0.6 이상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크의 제조 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 서포트 바의 각 판의 경계부에 형성되는 만곡부의 곡률 반경의 최소값을 0.5~1.0의 범위 내로 설정하는 것을 특징으로 하는 스태빌라이저 링크의 제조 방법.
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