KR102100200B1 - 부시 조립체, 이를 포함하는 현가 암, 및 현가 암의 제조 방법 - Google Patents

부시 조립체, 이를 포함하는 현가 암, 및 현가 암의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시의 일 측면에 따라 현가 암에 설치되는 부시 조립체가 제공된다. 부시 조립체는, 현가 암의 일 측에 고정된 아우터 파이프; 아우터 파이프의 축 방향과 동축으로 배치되고, 중앙 부분의 단면 지름이 양 측 단부의 단면 지름보다 크도록 외측 반경방향으로 볼록한 형상을 갖는 부시 베어링; 아우터 파이프의 내주면과 부시 베어링의 외주면 사이에 충진되어 부시 베어링의 위치를 아우터 파이프 내부에 고정시키도록 구성된 인서트 부재; 및 부시 베어링에 회전 가능하게 결합되는 이너 파이프를 포함할 수 있다.

Description

부시 조립체, 이를 포함하는 현가 암, 및 현가 암의 제조 방법{BUSH ASSEMBLY, SUSPENSION ARM COMPRISING THE SAME, AND METHOD OF MANUFACTURING THE SUSPENSION ARM}
본 개시는 차량의 현가 장치에 사용되는 부시 조립체, 이를 포함하는 현가 암, 및 현가 암의 제조 방법에 관한 것이다.
노면으로부터 차체로 전달되는 진동이나 충격을 흡수하는 스프링과, 스프링의 작동을 조절하는 쇽 업소버(shock absorber), 차륜의 작동을 제어하는 현가 암 또는 현가링크를 포함할 수 있다.
현가장치는 차륜의 작동을 제어하는 방식에 따라 스윙 암식(swing arm type), 위시본식(wishbone type), 및 맥퍼슨 스트럿식(Macpherson strut type)으로 분류될 수 있다. 위시본식 현가장치는 차륜과 체결된 너클을 차체에 연결하는 현가 암을 가진다. 즉, 현가 암의 일단은 차체를 구성하는 크로스 멤버나 서브 프레임에 연결되고, 현가 암의 타단은 볼 조인트를 통해 너클에 연결될 수 있다. 현가 암은 차륜을 차체에 지지시키고, 차량의 주행 상황에 따라 차륜의 토우 인(toe-in)을 적절히 제어하여, 차량의 직진 주행성과 조향 안정성을 향상시킨다.
현가 암은 차체에 대하여 휠을 적절한 자유도를 확보한 상태에서 지지하기 위하여 휠을 차체에 연결시키는 장착구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 현가 암의 단부에는 부시 조립체가 제공될 수 있다. 부시 조립체는 별도의 파츠로 제작된 후, 현가 암에 고정된 부시 파이프에 압입되어 고정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은, 현가 암의 부시 파이프에 일체로 형성된 부시 조립체를 제공할 수 있다. 또한, 이러한 부시 조립체를 포함하는 현가 암을 제공할 수 있다. 또한, 2회의 인서트 사출 과정을 포함하는 현가 암의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 현가 암에 설치되는 부시 조립체에 있어서, 현가 암의 일 측에 고정된 아우터 파이프; 아우터 파이프의 축 방향과 동축으로 배치되고, 중앙 부분의 단면 지름이 양 측 단부의 단면 지름보다 크도록 외측 반경방향으로 볼록한 형상을 갖는 부시 베어링; 아우터 파이프의 내주면과 부시 베어링의 외주면 사이에 충진되어 부시 베어링의 위치를 아우터 파이프 내부에 고정시키도록 구성된 인서트 부재; 및 부시 베어링에 회전 가능하게 결합되는 이너 파이프를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인서트 부재는 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic poly urethane, TPU) 재료로부터 아우터 파이프의 내주면과 부시 베어링의 외주면 사이에 인서트 사출되어 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 부시 베어링은, 이너 파이프의 일 측에서 끼워지는 제1 부시 베어링; 및 이너 파이프의 타 측에서 끼워지고 제1 부시 베어링에 결합되는 제2 부시 베어링을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이너 파이프는 반경 방향으로 돌출하여 제1 부시 베어링의 내주면과 선 접촉하도록 구성된 제1 돌출부 및 반경 방향으로 돌출하여 제2 부시 베어링의 내주면과 선 접촉하도록 구성된 제2 돌출부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 부시 베어링은, 이너 파이프와 비접촉식 밀봉 구조를 형성하는 제1 밀봉부; 제1 밀봉부로부터 단면 지름이 점차적으로 증가하여 이너 파이프의 제1 돌출부와 선 접촉하도록 구성된 제1 접촉부; 제1 접촉부로부터 연장하는 제1 중앙부를 포함하고, 제2 부시 베어링은, 이너 파이프의 단면 중심선을 기준으로 제1 밀봉부의 반대 측에서 이너 파이프와 비접촉식 밀봉 구조를 형성하는 제2 밀봉부; 제2 밀봉부로부터 단면 지름이 점차적으로 증가하여 이너 파이프의 제2 돌출부와 선 접촉하도록 구성된 제2 접촉부; 제2 접촉부로부터 연장하여 제1 중앙부와 접촉하는 제2 중앙부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 부시 베어링의 제1 내주 영역과 이너 파이프의 제1 외주 영역은 제1 래비린스 구조를 형성하고, 제2 부시 베어링의 제2 내주 영역과 이너 파이프의 제2 외주 영역은 제2 래비린스 구조를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 부시 베어링의 제1 내주 영역은 내측 반경방향으로 돌출한 복수의 제1 돌기를 포함하고, 이너 파이프의 제1 외주 영역은 복수의 제1 돌기의 형상에 대응하도록 복수의 제1 홈이 형성되며, 제2 부시 베어링의 제2 내주 영역은 내측 반경방향으로 돌출한 복수의 제2 돌기를 포함하고, 이너 파이프의 제2 외주 영역은 복수의 제2 돌기의 형상에 대응하도록 복수의 제2 홈이 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 및 돌출부와 제1 및 제2 중앙부가 형성하는 공간 공간에는 윤활제가 채워질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 부시 베어링은 제1 중앙부의 외주면으로부터 제2 중앙부를 향하여 축 방향으로 연장하고 내주면에 결합 돌기가 형성된 결합부를 포함하고, 제2 부시 베어링의 외주면에는 결합 돌기가 삽입되도록 구성된 결합 홈이 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 돌출부의 외주면의 곡률 반경은 제1 접촉부의 내주면의 곡률 반경보다 작도록 구성되고, 제2 돌출부의 외주면의 곡률 반경은 제2 접촉부의 내주면의 곡률 반경보다 작도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 현가 암에 있어서, 금속 재질로 구성된 암 바디; 제1 재료로부터 인서트 사출되어 암 바디에 결합되는 인서트 몰딩부; 인서트 사출에 의하여 암 바디의 일 측에 고정되는 볼 조인트; 암 바디의 타 측에 설치된 부시 조립체를 포함하고, 암 바디의 일 측에 고정된 부시 파이프; 부시 파이프의 축 방향과 동축으로 배치되고, 중앙 부분의 단면 지름이 양 측 단부의 단면 지름보다 크도록 외측 반경방향으로 볼록한 형상을 갖는 부시 베어링; 제1 재료와 다른 제2 재료로부터 부시 파이프의 내주면과 부시 베어링의 외주면 사이에 충진되어 부시 베어링의 위치를 부시 파이프 내부에 고정시키도록 구성된 인서트 부재; 및 부시 베어링에 회전 가능하게 결합되는 이너 파이프를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 암 바디는, 선단에 볼 조인트가 설치되는 결합 링이 형성된 조인트부; 및 조인트부로부터 연장되고, 선단에 부시 파이프가 고정되며, 제1 재료가 인서트 사출되는 사출 홀이 형성된 레그부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 레그부는 암 바디로부터 양측으로 연장하는 제1 및 제2 레그부를 포함하고, 인서트 몰딩부는 제1 재료로부터 제1 및 제2 레그부 각각의 사출 홀 및 결합 링을 포함하는 세 개의 지점을 향하여 제1 및 제2 레그부에 수직한 방향으로 사출되어 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인서트 부재는 제2 재료로부터 부시 파이프의 축 방향과 평행한 방향으로 사출되어 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 재료는 PA6-GF50 재료를 포함하고, 부시 베어링은 제1 재료와 동일한 재료로 제조될 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 현가 암의 제조 방법에 있어서, 선단에 볼 조인트가 설치되는 결합 링이 고정된 조인트부 및 조인트부로부터 연장되고, 선단에 부시 파이프가 고정되며, 사출 홀이 형성된 레그부를 포함하는 암 바디를 제조하는 단계; 볼 조인트가 결합 링 내에 배치되고 부시 베어링과 이너 파이프의 조립체가 부시 파이프와 동축으로 배치되도록 암 바디를 금형에 삽입하는 단계; 제1 재료로부터 사출 홀 결합 링을 향하여 레그부에 수직한 방향으로 사출하여 인서트 몰딩부를 형성하는 단계; 및 제1 재료와 다른 제2 재료로부터 부시 파이프의 내주면과 부시 베어링의 외주면 사이에 사출하여 인서트 부재를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 암 바디를 금형에 삽입하는 단계는, 레그부의 상면이 사출 위치를 향하도록 암 바디를 금형에 삽입하는 단계; 볼 조인트의 부시 베어링이 사출 위치를 향하도록 결합 링 내 배치하는 단계; 및 부시 파이프와 동축으로 배치되도록 부시 베어링과 이너 파이프의 조립체를 부시 파이프 내부에 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 재료는 부시 파이프의 내주면과 부시 베어링의 외주면 사이의 서로 이격된 세 개의 지점에서 사출될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 부시 베어링과 부시 파이프 사이에 TPU 재료를 인서트 사출하여 부시 조립체의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 현가 암의 부시 파이프에 별도의 스틸 파이프를 압입하는 공정을 수행하지 않으므로, 전체 공정을 단순화 시킬 수 있고, 부시 파이프의 변형 및 토크 증가를 억제할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 현가 암을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 현가 암을 도 1과 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 현가 암의 분해된 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 현가 암을 I-I 방향에서 절단한 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 볼 조인트의 분해된 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 현가 암을 II-II 방향에서 절단한 구성을 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 부시 조립체의 분해된 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 도 6에서 제1 부시 베어링이 도시된 부분을 확대한 확대도이다.
도 9는 도 6에서 제2 부시 베어링이 도시된 부분을 확대한 확대도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 부시 베어링과 이너 파이프의 조립 과정 및 볼 스터드와 베어링이 조립 과정을 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 암 바디에 부시 베어링 조립체 및 베어링 조립체를 설치하는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11에 암 바디 조립체에 인서트 사출하여 인서트 몰딩부를 형성하는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 암 바디와 인서트 몰딩부의 조립체에 인서트 사출하여 인서트 부재를 형성하는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 11에 도시된 암 바디 조립체를 금형에 삽입한 상태에서 2 번의 인서트 사출이 진행되는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 현가 암의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 도시된 현가 암의 제조 방법에서 암 바디를 금형에 삽입하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 할 수 있다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 할 수 있다.
본 개시에서 기재되는 치수와 수치는 기재된 치수와 수치 만으로 한정되는 것은 아니다. 달리 특정되지 않는 한, 이러한 치수와 수치는 기재된 값 및 이것을 포함하는 동등한 범위를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 기재된 '3 mm'라는 치수는 '약 3 mm'를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 "상방", "상" 등의 방향지시어는 첨부된 도면에서 부시 베어링이 이너 파이프에 대해 위치하는 방향을 기준으로 하고, "하방", "하" 등의 방향지시어는 그 반대 방향을 의미할 수 있다. 첨부된 도면에 도시하는 부시 베어링은 달리 배향될 수도 있으며, 상기 방향지시어들은 그에 맞추어 해석될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명할 수 있다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 현가 암(1)을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 현가 암(1)을 도 1과 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 현가 암(1)은, 위시본식 현가장치의 어퍼 콘트롤 암(upper control arm)으로 이용될 수 있다. 또한, 본 개시의 도면에 도시되지는 않았지만, 현가 암(1)은 로워 콘트롤 암(lower control arm)에도 어퍼 콘트롤 암과 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
일 실시예에 따른 현가 암(1)은 복합재 현가 암으로서 2 종류 이상의 재료로 구성될 수 있다. 이와 같이, 복합재 현가 암은 금속 재질로 구성된 현가 암에 비하여 중량을 감소시키고 금속 재질로 구성된 현가 암과 동일 또는 유사한 강성을 유지할 수 있다는 점에서 하이브리드 현가 암으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 현가 암(1)은 차량의 경량화를 달성하기 위해 스틸 재질의 암 바디(10)에 플라스틱 재질의 인서트 몰딩부(20)를 형성한 현가암 또는 서스펜션 암(suspension arm)을 의미할 수 있다. 또한, 현가 암(1)은 기계적 강도를 향상시키기 위해 암 바디(10)의 내부에 스틸 재질의 보강재(미도시)를 더 설치하여 현가 암(1)의 강도를 강화하고 암 바디(10)와 제1 인서트 몰딩부(20)의 결합성을 강화할 수 있다.
현가 암(1)은 암 바디(10), 인서트 몰딩부(20), 부시 조립체(100), 및 볼 조인트를 포함할 수 있다. 암 바디(10)는 스틸 재료로 구성될 수 있다. 인서트 몰딩부(20)는 플라스틱 재료로부터 인서트 사출되어 암 바디(10)에 결합될 수 있다. 볼 조인트(30)는 인서트 몰딩부(20)의 인서트 사출 과정에서 암 바디(10)의 일 측에 고정될 수 있다. 부시 조립체(100)는 현가 암(11)의 일부를 구성할 수 있다.
암 바디(10)는 현가 암(1)의 골격을 이루는 것으로 금속 재질의 판재(예를 들어, 스틸 재질의 고장력 강판)를 프레스 가공하여 제작될 수 있다. 현가 암(1)이 어퍼 콘트롤 암으로 이용되는 경우에, 암 바디(10)는 Y자 평면 형상을 가질 수 있다. 이 경우에, 암 바디(10)는 제1 및 제2 레그부(12, 13)를 포함할 수 있다. 현가 암(1)이 로워 콘트롤 암으로 이용되는 경우에, 암 바디는 L자 평면 형상을 가질 수 있다.
도 1을 참고하면, 제1 및 제2 레그부(12, 13)의 상부벽에는 각각 버튼부(225, 235)가 형성될 수 있다. 버튼부(225, 235)는 인서트 사출 과정에서 인서트 몰딩부(20)의 일부가 제1 및 제2 레그부(12, 13)의 상부벽에 형성된 홀을 관통하고 방출되어 형성될 수 있다. 버튼부(225, 235)는 인서트 몰딩부(20)와 암 바디(10)의 결합성을 강화하여, 인서트 몰딩부(20)와 암 바디(10)의 이격을 방지할 수 있다.
제1 레그부(12)에 형성된 버튼부(225)는 복수의 버튼부(2251, 2252, 2253, 2254)로 제공될 수 있다. 제2 레그부(13)에 형성된 버튼부(235)는 복수의 버튼부(2351, 2352, 2353, 2354)로 제공될 수 있다. 또한, 버튼부(2253, 2353)는, 금형(미도시) 내에서 암 바디(10)의 위치가 고정되도록 금형의 보스부(미도시)가 관통되기 때문에, 완전히 몰딩재로 채워지지 않고, 중앙에 홀이 형성될 수 있다
플라스틱 몰딩재는 노즐(미도시)을 통해, 2 개의 버튼부(2252, 2352) 및 볼 조인트(30)를 구성하는 사출부(35)에 사출될 수 있다. 즉, 총 세 개의 지점에서 암 바디(10)에 인서트 몰딩재가 사출될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 현가 암(1)의 분해된 구성을 도시한 분해 사시도이다.
암 바디(10)는, 조인트부(11), 조인트부(11)로부터 양 측으로 연장하는 제1 및 제2 레그부(12, 13)를 포함할 수 있다. 조인트부(11)의 선단에는 볼 조인트(30)의 일부를 구성하는 결합 링(11a)이 고정될 수 있다. 결합 링(11a)은 조인트부(11)의 선단에 용접되어 결합될 수 있다. 조인트부(11)의 중앙 부분에는 서스펜션 축(미도시)이 관통되는 대경홀(11b)이 형성될 수 있다.
제1 레그부(12)는 상부벽(12a) 및 상부벽(12a)의 양 선단으로부터 수직하게 연장된 2개의 측벽(12b)을 가질 수 있다. 제2 레그부(13)는 상부벽(13a) 및 상부벽(13a)의 양 선단으로부터 수직하게 연장된 2개의 측벽(13b)을 가질 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 레그부(12, 13)은 대체로 'ㄷ'자 형의 단면을 가질 수 있다. 제1 및 제2 레그부(12, 13)의 상부벽(12a, 13a)에는 인서트 사출을 진행하고 버튼부를 형성하기 위하여 적어도 하나의 소경홀이 형성될 수 있다.
제1 및 제2 레그부(12, 13)의 선단부(12c, 13c)에는 부시 파이프(110)가 고정될 수 있다. 부시 파이프(110)는 제1 및 제2 레그부(12, 13)의 선단부(12c, 13c)에 용접되어 결합될 수 있다. 선단부(12c, 13c)는 부시 파이프(110)의 외주면을 감싸도록 원통면의 일부에 해당하는 선단면을 가질 수 있다. 또한, 부시 파이프(110)는 부시 조립체(100)의 아우터 파이프(outer pipe)를 구성할 수 있다.
인서트 몰딩부(20)는 각각 제1 및 제2 레그부(12, 13)에 결합되는 제1 및 제2 레그 몰딩부(220, 230) 및 조인트부(11)에 결합되는 조인트 몰딩부(210)를 포함할 수 있다. 조인트 몰딩부(210)의 선단에는 볼 조인트(30)의 일부를 구성하는 볼 조인트 결합부(250)가 형성될 수 있다. 제1 및 제2 레그부(12, 13)의 선단에는 부시 파이프(110)의 선단을 감싸기 위한 부시 몰딩부(223, 233)가 형성될 수 있다. 인서트 몰딩부(20)에는 강도 향상을 위하여 격자형 리브(240)가 형성될 수 있다.
부시 조립체(100)는 부시 파이프(110) 및 부시 베어링 조립체(101)를 포함할 수 있다. 부시 베어링 조립체(101)는 인서트 사출을 통해 부시 파이프(110)에 일체로 고정될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 현가 암(1)을 I-I 방향에서 절단한 구성을 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 볼 조인트(30)의 분해된 구성을 도시한 분해 사시도이다.
볼 조인트(30)는 볼 스터드(310), 베어링(320), 결합 링(11a), 및 볼 조인트 결합부(250)를 포함할 수 있다. 볼 스터드(310)는 구 형상의 볼(311)과 막대 형상의 로드(312, rod)를 포함할 수 있다. 볼(311)은 베어링(320)의 내부에 수용되어 베어링(320)에 대하여 상대적으로 회전하도록 구성될 수 있다. 로드(112)는 볼(311)의 상단으로부터 상방으로 연장하고 볼(311)과 일체로 형성될 수 있다. 로드(312)의 상단부는 차량의 너클(미도시)에 결합될 수 있다. 차량이 주행함에 따라, 로드(312)는 볼(311)을 중심으로 베어링(320)에 대하여 피봇(pivot)하도록 구성될 수 있다.
베어링(320)은 볼 스터드(310)의 볼(311)의 적어도 일부를 수용하도록 구성될 수 있다. 베어링(320)의 내주면(320a)은 볼 스터드(310)의 볼(311)과 맞닿도록 부분적인 구 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 베어링(320)의 내주면(320a)의 중심점은 볼 스터드(310)의 볼(311)의 중심점과 일치하도록 배치될 수 있다. 베어링(320)의 상단은 볼 스터드(310)의 볼(311)의 상단부 보다 낮게 형성될 수 있다. 따라서, 볼(311)이 베어링(320) 내에 용이하게 수용될 수 있다. 베어링(320)에 수용되지 않는 볼(311)의 상단부는 볼 조인트 결합부(250)에 의해 커버될 수 있다.
베어링(320)은 나일론 계열의 플라스틱 재료를 사출 성형하여 제조될 수 있다. 예를 들어, PA6-GF50과 같이 폴리아미드와 유리 섬유의 혼합 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 베어링(320)의 기계적 강도가 충분히 확보될 수 있다. 즉, 베어링(320)은 볼 스터드(310)의 볼(311)이 안착되는 볼 시트(ball seat)로 이해될 수 있다.
볼 조인트 결합부(250)는 볼 조인트(30)의 하우징을 구성할 수 있다. 인서트 몰딩부(20)의 사출 과정에서, 볼 조인트 결합부(250)는 결합 링(11a)과 베어링(320) 사이에 사출되어 하우징을 구성하고, 측벽부(11c)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 따라서, 결합 링(11a)과 측벽부(11c)가 직접 결합되지 않는 구조를 가질 수 있다. 또한, 볼 조인트(30)가 현가 암에 일체로 고정되는 구조를 가질 수 있다.
볼 조인트(30)는 더스트 커버(330)를 더 포함할 수 있다. 더스트 커버(330)는 상단이 볼 스터드(310)의 로드(312)에 장착되고 하단이 볼 조인트 결합부(250)의 외주부(250a)에 결합될 수 있다. 더스트 커버(330)의 하단은 링 클립(340)에 의하여 결합부(250)의 외주부(250a)에 고정될 수 있다. 더스트 커버(330)는 부시 베어링(320) 또는 볼 조인트 결합부(250)의 내부로 물이나 먼지와 같은 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 현가 암(1)을 II-II 방향에서 절단한 구성을 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 부시 조립체(100)의 분해된 구성을 도시한 분해 사시도이다.
부시 조립체(100)는 부시 파이프(110), 부시 베어링(115), 인서트 부재(140), 및 이너 파이프(inner pipe, 150)를 포함할 수 있다. 부시 파이프(110)는 도 3에 도시된 암 바디(10)의 일 측에 고정될 수 있다. 부시 베어링(115)은 부시 파이프(110)의 축 방향(R)과 동축으로 배치되고, 중앙 부분의 단면 지름이 양 측 단부의 단면 지름보다 크도록 외측 반경방향(D1)으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 인서트 부재(140)는 부시 파이프(110)의 내주면(111)과 부시 베어링(115)의 외주면(115a) 사이에 충진되어 부시 베어링(115)의 위치를 부시 파이프(110) 내부에 고정시키도록 구성될 수 있다. 이너 파이프(150)는 부시 베어링(115)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
부시 파이프(110)는 이너 파이프(150)의 외주를 감싸는 아우터 파이프로 적용 될 수 있다. 부시 파이프(110)의 내주면(111)은 돌출한 부분(111a)과 오목한 부분(111b)이 계단과 같은 형태로 반복되는 요철 형상을 가질 수 있다. 이에 대응하여 인서트 부재(140)의 외주면(141)은 오목한 부분(141a)과 돌출한 부분(141b)이 계단과 같은 형태로 반복되는 요철 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 부시 파이프(110)의 내주면(111)과 인서트 부재(140)의 외주면(141)이 서로 반경 방향으로 삽입되는 구성을 가지므로, 부시 파이프(110)는 인서트 부재(140)의 축 방향(R) 이동을 저지할 수 있다.
부시 베어링(115)은 이너 파이프(150)의 일 측에서 끼워지는 제1 부시 베어링(120), 및 이너 파이프(150)의 타 측에서 끼워지고 제1 부시 베어링(120)에 결합되는 제2 부시 베어링(130)을 포함할 수 있다. 부시 베어링(115)은 부시 조립체(100)의 단면 중심선(M)을 기준으로 거울 대칭하는 형상을 가질 수 있다. 부시 베어링(115)의 양 단부와 이너 파이프(150)의 양 단부 각각의 사이에는 제1 및 제2 래비린스 구조(160), 170)이 형성될 수 있다.
부시 베어링(115)은 PA6-GF50을 포함하는 재료로부터 인서트 사출되어 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 부시 베어링(115)을 구성하는 재료로 엔지니어링 플라스틱(에를 들어, 폴리아세탈(POM)) 재료를 사용할 수 있다. PA6-GF50 재료는 POM에 비하여 마모 성능이 낮더라도, 사출 압력에 대한 저항성이 POM 보다 우수한 특성을 가지고 있다. 따라서, 부시 베어링(115)의 재료로 PA6-GF50를 사용하는 경우 인서트 부재(140)가 사출되더라도 사출 압력에 대한 저항성을 확보할 수 있다.
인서트 부재(140)는 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic poly urethane, TPU) 재료로부터 인서트 사출되어 형성될 수 있다. 별도의 스틸 파이프에 고무를 사출하게 되는 방식에서는, 높은 압력과 열이 필요하므로 부시 베어링이 녹는 경우가 발생할 수 있다. 이와 달리, 본 개시의 실시예들에 따른 인서트 부재(140)는 고무에 비하여 비교적 저온 및 저압에서 사출가능한 TPU 소재를 사용하므로 부시 파이프가 녹지 않고 형태를 유지할 수 있다.
제1 부시 베어링(120)은 이너 파이프(150)와 비접촉식 밀봉 구조를 형성하는 제1 밀봉부(121), 제1 밀봉부(121)로부터 단면 지름이 점차적으로 증가하는 제1 접촉부(122), 제1 접촉부(122)로부터 축 방향(R)으로 연장하는 제1 중앙부(123)를 포함할 수 있다. 제2 부시 베어링(130)은, 단면 중심선(M)을 기준으로 제1 밀봉부(121)의 반대 측에서 이너 파이프(150)와 비접촉식 밀봉 구조를 형성하는 제2 밀봉부(131), 제2 밀봉부(131)로부터 단면 지름이 점차적으로 증가하는 제2 접촉부(132), 및 제2 접촉부(132)로부터 연장하여 제1 중앙부(133)와 접촉하는 제2 중앙부(133)를 포함할 수 있다. 이러한 구조를 통해, 부시 베어링(115)은 중앙 부분이 외측 반경방향(D1)으로 볼록한 형상을 가질 수 있다.
이너 파이프(150)는 단면 중심선(M)을 기준으로 양 측에 거울 대칭적으로 형성된 제1 및 제2 돌출부(152, 153)을 포함할 수 있다. 제1 돌출부(152)는 외측 반경방향(D1)으로 돌출하여 제1 부시 베어링(120)의 제1 접촉부(122)의 내주면과 선 접촉(line contact)하도록 구성될 수 있다. 제2 돌출부(153)는 외측 반경방향(D1)으로 돌출하여 제2 부시 베어링(130)의 제2 접촉부(132)의 내주면과 선 접촉하도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 중앙부(123, 133)의 내주면 및 제1 및 제2 돌출부(152, 153)의 외주면 사이의 공간에는 윤활제(예를 들어, 그리스(grease)가 채워질 수 있다.
도 8은 도 6에서 제1 부시 베어링(120)이 도시된 부분을 확대한 확대도이고, 도 9는 도 6에서 제2 부시 베어링(130)이 도시된 부분을 확대한 확대도이다.
제1 및 제2 부시 베어링(120, 130)은 스냅(snap) 방식에 의하여 서로 결합될 수 있다. 제1 부시 베어링(120)은 제1 중앙부(123)의 외주면으로부터 제2 중앙부를 향하여 축 방향(R)으로 연장하고 내주면에 결합 돌기(128)가 형성된 결합부(127)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 부시 베어링(130)의 제2 중앙부(133)의 외주면에는 상기 결합 돌기가 삽입되도록 구성된 결합 홈(137)이 형성될 수 있다. 결합 돌기(128)는 내측 반경방향(D2)으로 돌출하도록 형성될 수 있다. 결합 홈(137)은 이에 대응하여 내측 반경방향(D2)으로 오목하게 파이도록 형성될 수 있다.
제1 및 제2 부시 베어링(120, 130)의 조립 과정에서, 제1 부시 베어링(120)은 축 방향 내측(D3)으로 이동하도록 구성되고, 제2 부시 베어링(130)은 축 방향 내측(D4)으로 이동하도록 구성될 수 있다. 먼저, 결합부(127)는 제2 중앙부(133)와 접촉하면서 결합 돌기(128)에 의하여 외측 반경방향(D1)으로 벌어지게 될 수 있다. 결합 돌기(128)의 축 방향 내측(D3)을 향하는 선단면(128a)은 경사면으로 구성되어, 결합부(127)가 잘 벌어지게 할 수 있다. 이후, 결합 돌기(128)가 결합 홈(137)에 삽입된 후에는, 제1 부시 베어링(120)에 대한 제2 부시 베어링(130)의 축 방향(R) 위치가 고정될 수 있다.
도 8을 참고하면, 제1 원(C1)은 제1 돌출부(152)의 외주면의 일부로부터 연장된 원을 궤적을 나타낼 수 있다. 제2 원(C2)은 제1 접촉부(122)의 내주면의 일부로부터 연장된 원의 궤적을 나타낼 수 있다. 제1 원(C1)의 곡률 반경(R1)은 제2 원(C2)의 곡률 반경(R2)보다 작도록 구성될 수 있다. 도 9를 참고하면, 제3 원(C3)은 제2 돌출부(153)의 외주면의 일부로부터 연장된 원을 궤적을 나타낼 수 있다. 제4 원(C4)은 제2 접촉부(132)의 내주면의 일부로부터 연장된 원의 궤적을 나타낼 수 있다. 제3 원(C3)의 곡률 반경(R3)은 제4 원(C4)의 곡률 반경(R4)보다 작도록 구성될 수 있다.
도 8 및 9를 참조하면, 부시 조립체(100)의 우측 부분과 좌측 부분은 도 6에 도시된 중심선(M)을 기준으로 대칭하는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 곡률 반경(R1)과 곡률 반경(R3)은 동일한 크기를 가질 수 있다. 또한, 곡률 반경(R2)과 곡률 반경(R4)은 동일한 크기를 가질 수 있다.
제1 및 제2 돌출부(152, 153)의 외주면의 곡률 반경(R1, R2)이 제1 및 제2 접촉부(122, 132)의 내주면의 곡률 반경(R3, R4) 보다 작도록 구성되므로, 제1 및 제2 돌출부(152, 153)의 외주면과 제1 및 제2 접촉부(122, 132)의 내주면은 각각 선 접촉하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 부시 베어링(120, 130)과 이너 파이프(150) 사이의 슬라이딩 토크가 면 접촉 방식에 비하여 상당히 감소될 수 있다.
도 8을 참고하면, 제1 부시 베어링(120)의 제1 내주 영역(124)은 내측 반경방향으로 돌출한 복수의 제1 돌기(1241, 1242)를 포함할 수 있다. 또한, 이너 파이프(150)의 제1 외주 영역(151)은 복수의 제1 돌기(1241, 1242)의 형상에 대응하도록 복수의 제1 홈(151a, 151b)이 형성될 수 있다. 도 9를 참고하면, 제2 부시 베어링(130)의 제2 내주 영역(134)은 내측 반경방향(D2)으로 돌출한 복수의 제2 돌기(1341, 1342)를 포함할 수 있다. 또한, 이너 파이프(150)의 제2 외주 영역(154)은 복수의 제2 돌기(1341, 1342)의 형상에 대응하도록 복수의 제2 홈(154a, 154b)이 형성될 수 있다. 본 개시의 실시예들에서 제1 및 제2 홈의 개수가 2개로 제시되었으나, 이에 한정된 것은 아니며, 부시 조립체의 사양에 따라 1개 또는 3개 이상으로 제공될 수 있다.
제1 래비린스 구조(160)는 제1 돌기(1241, 1242) 및 제1 홈(151a, 151b) 사이의 구불구불한 미로 경로에 형성될 수 있다. 제2 래비린스 구조(170)는 제 제2 돌기(1341, 1342) 및 제2 홈(154a, 154b) 사이의 구불구불한 미로 경로에 형성될 수 있다. 각각의 구불구불한 미로 경로에는 윤활제(예를 들어, 그리스(grease))가 채워져서 밀봉성을 확보할 수 있다.
제1 내주 영역(151)은 이너 파이프(150)의 축 방향 외측(D4) 단부 측에 형성될 수 있고, 제2 내주 영역(154)은 이너 파이프(150)의 축 방향 내측(D3) 단부 측에 형성될 수 있다. 따라서, 별도의 실링 장치 없이도, 부시 베어링과 이너 파이프 사이를 완전히 밀봉할 수 있다. 또한, 별도의 실링 장치를 사용하는 방식에 비하여, 공정이 단순화되어, 부시 조립체의 제조비용을 절감할 수 있다.
이하에서는 본 개시의 일 실시예에 따른 현가 암(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 예를 들어, 현가 암(1)의 제조 방법은 도 10 내지 도 15에 따른 순서로 진행될 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 부시 베어링(115)과 이너 파이프(150)의 조립 과정 및 볼 스터드(310)와 베어링이 조립 과정을 나타내는 사시도이다. 도 10에는 부시 베어링 조립체(101) 및 베어링 조립체(315)의 조립 과정이 도시되어 있다.
도 10(a)를 참고하면, 먼저 제1 부시 베어링(120), 이너 파이프(150) 및 제2 부시 베어링(130)을 축 방향(R)으로 조립한다. 다음으로, 제1 및 제2 부시 베어링(120, 130)을 이너 파이프(150)의 중심선(M)을 향하여 이동시킨다. 이에 따라, 제1 및 제2 부시 베어링(120, 130)이 결합되며, 부시 베어링 조립체(101)의 조립이 완성된다. 조립된 상태에서, 이너 파이프(150)는 제1 및 제2 부시 베어링(120, 130)으로부터 이탈되지 않는 구조를 갖는다.
도 10(b)를 참고하면, 먼저, 베어링(320)의 입구가 볼 스터드(310)의 볼(311)을 향하도록 베어링(320)과 볼 스터드(310)를 배열한다. 다음으로, 베어링(320)에 윤활제를 주입하고, 볼(311)을 베어링(320)에 삽입한다. 이 과정에서, 베어링(320)의 입구가 다소 벌어질 수 있다. 이에 따라, 베어링 조립체(315)의 조립이 완성된다.
도 11은 도 10에 도시된 암 바디에 부시 베어링 조립체(101) 및 베어링 조립체(315)를 설치하는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 11(a)를 참고하면, 먼저, 암 바디(10)를 사출을 위한 방향으로 정렬한다. 예를 들어, 제1 및 제2 레그부(12, 13)의 상부벽(12a, 13a)이 상측을 향하는 방향으로 정렬될 수 있다. 또한, 부시 파이프(110)의 축 방향(R)은 상부벽(12a, 13a)이 향하는 방향과 수직한 방향을 이루게 되어 측방향을 향하도록 배열될 수 있다. 다음으로, 베어링 조립체(315)는 베어링(320)이 암 바디(10)에 고정된 결합 링(11a)의 개구를 향하는 방향으로 배열될 수 있다. 또한, 부시 베어링 조립체(101)의 축 방향과 부시 파이프(110)의 축 방향(R)이 일치하도록 부시 베어링 조립체(101)를 배열할 수 있다.
도 11(b)를 참고하면, 베어링 조립체(315)의 베어링(320) 부분을 결합 링(11a)에 삽입한다. 이 상태에서, 결합 링(11a)의 중심과 베어링(320)의 중심이 나란히 배열될 수 있고, 결합 링(11a)의 내주면과 베어링(320)의 외주면은 접촉하지 않도록 배열된다. 또한, 부시 베어링 조립체(101)를 부시 파이프(110)에 삽입할 수 있다. 이 상태에서, 부시 베어링 조립체(101)의 외주면과 부시 파이프(110)의 내주면은 접촉하지 않도록 배열된다. 예를 들어, 부시 파이프(110)의 단면 방향 중심선과 부시 베어링 조립체(101)의 단면 방향 중심선이 일치하도록 배열될 수 있다. 이러한 과정으로, 인서트 사출 전 상태인 암 바디 조립체(10a)를 제작할 수 있다.
도 12는 도 11에 암 바디 조립체(10a)에 인서트 사출하여 인서트 몰딩부(20)를 형성하는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 12(a)를 참고하면, 암 바디(10)에는 인서트 사출을 위한 복수의 홀이 제공될 수 있다. 제1 레그부(12)의 상부벽(12a)에는 복수의 홀(121a)이 형성될 수 있고, 제2 레그부(13)의 상부벽(13a)에는 복수의 홀(131a)이 형성될 수 있다. 복수의 홀(121a)은 4개의 홀(1211, 1212, 1213, 1214)로 제공될 수 있다. 또한, 복수의 홀(131a)은 4개의 홀(1311, 1312, 1313, 1314)로 제공될 수 있다.
사출 위치(I)는 제1 레그부(12)의 홀(1212)에 대응하는 제1 위치(I1), 제2 레그부(13)의 홀(1312)에 대응하는 제2 위치(I2), 및 볼 조인트(30)에 대응하는 제3 위치(I3)를 포함할 수 있다. 이와 같이 세 지점에서 인서트 사출되므로, 암 바디(10)의 전체 영역에 걸쳐서 웰딩 라인의 발생이 최소화 되도록 사출물이 퍼져나갈 수 있다. 인서트 사출을 위한 재료로는, 예를 들어 PA6-GF50가 사용될 수 있다.
도 12(b)를 참고하면, 인서트 사출이 완료된 후에는 인서트 몰딩부(20)가 암 바디(10)에 결합될 수 있다. 또한, 제1 레그부(12)에는 버튼부(225)가 형성될 수 있고, 제2 레그부(13)에는 버튼부(235)가 형성될 수 있다. 인서트 몰딩부(20)가 사출되는 과정에서 볼 조인트 결합부(250)가 형성될 수 있다. 볼 조인트 결합부(250)는 베어링 조립체(315)와 결합 링(11a) 사이로 사출되어 하우징을 구성할 수 있다.
도 13은 도 12에 도시된 암 바디와 인서트 몰딩부의 조립체(10b)에 인서트 사출하여 인서트 부재를 형성하는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 13(a)를 참고하면, 부시 파이프(110)의 내주면과 부시 베어링 조립체(101)의 외주면은 서로 접촉하지 않고 이격된다. 도 13(b)를 참고하면, 부시 파이프(110)의 내주면과 부시 베어링 조립체(101)의 외주면 사이의 공간으로 TPU 재료로부터 인서트 사출되어 인서트 부재(140)가 형성될 수 있다.
인서트 부재(140)의 사출 위치(I4)는 서로 이격된 세 개의 지점을 포함할 수 있다. 세 개의 지점은 서로 균일하게 이격될 수 있고, 예를 들어, 정삼각형 형상을 이루도록 배치될 수 있다. 인서트 부재(140)가 이와 같이 세 개의 지점에서 사출되어 형성되므로, 적절한 사출 압력을 가질 수 있고, 사출물이 균일하게 분포될 수 있다.
도 14는 도 11에 도시된 암 바디 조립체(10a)를 금형에 삽입한 상태에서 2 번의 인서트 사출이 진행되는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 14(a)를 참고하면, 금형(1000)에 형성된 현가 암 형상의 홈(1100)에 암 바디 조립체(10a)를 삽입할 수 있다. 이 상태에서는 암 바디의 상부벽이 금형의 상측을 향하도록 배치될 수 있다. 다음으로, 도 14(b)를 참고하면, 세 개의 사출 위치(I1, I2, I3)로 PA6-GF50를 포함하는 제1 재료로부터 제1 노즐(N1)을 통해 인서트 사출되어 인서트 몰딩부가 형성될 수 있다. 다음으로, 도 14(c)를 참고하면, 암 바디를 금형(1000)으로부터 이탈시키지 않은 상태에서, TPU를 포함하는 제2 재료로부터 제1 노즐(N2)을 통해 부시 파이프를 향하여 인서트 사출이 진행될 수 있다. 도 14(d)를 참고하면, 인서트 몰딩부의 사출 및 인서트 부재의 사출이 완료된 현가 암(1)을 금형(1000)으로부터 꺼낼 수 있다.
도 14(b) 및 14(c)를 참고하면, 하나의 금형(1000) 내에서 제1 재료로부터의 인서트 사출 및 제2 재료로부터의 인서트 사출 각각이 진행될 수 있다. 제1 재료로부터의 인서트 사출과 제2 재료로부터의 인서트 사출이 진행되는 과정 사이의 시간 간격은 실질적으로 크지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 재료로부터의 인서트 사출이 종료되고, 바로, 제2 재료로부터의 인서트 사출이 진행될 수 있다. 따라서, 제조 공정이 간소화 되고, 작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 15 및 16에 도시된 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 개시의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 개시에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 개시의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 현가 암의 제조 방법(S1200)을 나타내는 흐름도이다.
현가 암의 제조 방법(S1200)은, 선단에 볼 조인트가 설치되는 결합 링이 형성된 조인트부 및 조인트부로부터 연장되고, 선단에 부시 파이프가 고정되며, 사출 홀이 형성된 레그부를 포함하는 암 바디를 제조하는 단계(S1210), 볼 조인트가 결합 링 내에 배치되고 부시 베어링과 이너 파이프의 조립체가 부시 파이프와 동축으로 배치되도록 암 바디를 금형에 삽입하는 단계(S1220), 제1 재료로부터 사출 홀 결합 링을 향하여 레그부에 수직한 방향으로 사출하여 인서트 몰딩부를 형성하는 단계(S1230), 및 제1 재료와 다른 제2 재료로부터 부시 파이프의 내주면과 부시 베어링의 외주면 사이에 사출하여 인서트 부재를 형성하는 단계(S1240)를 포함할 수 있다.
도 16은 도시된 현가 암의 제조 방법에서 암 바디를 금형에 삽입하는 단계(S1220)를 나타내는 흐름도이다.
암 바디를 금형에 삽입하는 단계(S1220)는, 레그부의 상면이 사출 위치를 향하도록 암 바디를 상기 금형에 삽입하는 단계(S1221), 볼 조인트의 부시 베어링이 사출 위치를 향하도록 결합 링 내 배치하는 단계(S1222), 및 부시 파이프와 동축으로 배치되도록 부시 베어링과 이너 파이프의 조립체를 부시 파이프 내부에 배치하는 단계(S1223)를 포함할 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 할 수 있다.
1: 현가 암
10: 암 바디:
20: 인서트 몰딩부
100: 부시 조립체
110: 부시 파이프
120: 제1 부시 베어링
130: 제2 부시 베어링
140: 인서트 부재
150: 이너 파이프

Claims (18)

  1. 현가 암에 설치되는 부시 조립체에 있어서,
    상기 현가 암의 일 측에 고정된 아우터 파이프;
    상기 아우터 파이프의 축 방향과 동축으로 배치되고, 중앙 부분의 단면 지름이 양 측 단부의 단면 지름보다 크도록 외측 반경방향으로 볼록한 형상을 갖는 부시 베어링;
    상기 아우터 파이프의 내주면과 상기 부시 베어링의 외주면 사이에 충진되어 상기 부시 베어링의 위치를 상기 아우터 파이프 내부에 고정시키도록 구성된 인서트 부재; 및
    상기 부시 베어링에 회전 가능하게 결합되는 이너 파이프를 포함하고,
    상기 인서트 부재는 상기 이너 파이프를 상기 아우터 파이프와 동축으로 배치시킨 상태에서 인서트 몰딩재로부터 상기 아우터 파이프의 내주면과 상기 부시 베어링의 외주면 사이의 공간에 인서트 사출되어 형성되는,
    부시 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인서트 몰딩재는 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic poly urethane, TPU) 재료인, 부시 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부시 베어링은,
    상기 이너 파이프의 일 측에서 끼워지는 제1 부시 베어링; 및
    상기 이너 파이프의 타 측에서 끼워지고 상기 제1 부시 베어링에 결합되는 제2 부시 베어링을 포함하는,
    부시 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이너 파이프는 반경 방향으로 돌출하여 상기 제1 부시 베어링의 내주면과 선 접촉하도록 구성된 제1 돌출부 및 반경 방향으로 돌출하여 상기 제2 부시 베어링의 내주면과 선 접촉하도록 구성된 제2 돌출부가 형성된, 부시 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 부시 베어링은,
    상기 이너 파이프와 비접촉식 밀봉 구조를 형성하는 제1 밀봉부;
    상기 제1 밀봉부로부터 단면 지름이 점차적으로 증가하여 상기 이너 파이프의 제1 돌출부와 선 접촉하도록 구성된 제1 접촉부;
    상기 제1 접촉부로부터 연장하는 제1 중앙부를 포함하고,
    상기 제2 부시 베어링은,
    상기 이너 파이프의 단면 중심선을 기준으로 상기 제1 밀봉부의 반대 측에서 상기 이너 파이프와 비접촉식 밀봉 구조를 형성하는 제2 밀봉부;
    상기 제2 밀봉부로부터 단면 지름이 점차적으로 증가하여 상기 이너 파이프의 제2 돌출부와 선 접촉하도록 구성된 제2 접촉부;
    상기 제2 접촉부로부터 연장하여 상기 제1 중앙부와 접촉하는 제2 중앙부를 포함하는, 부시 조립체.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 부시 베어링의 제1 내주 영역과 상기 이너 파이프의 제1 외주 영역은 제1 래비린스 구조를 형성하고,
    상기 제2 부시 베어링의 제2 내주 영역과 상기 이너 파이프의 제2 외주 영역은 제2 래비린스 구조를 형성하고, 부시 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 부시 베어링의 제1 내주 영역은 내측 반경방향으로 돌출한 복수의 제1 돌기를 포함하고, 상기 이너 파이프의 제1 외주 영역은 상기 복수의 제1 돌기의 형상에 대응하도록 복수의 제1 홈이 형성되며,
    상기 제2 부시 베어링의 제2 내주 영역은 내측 반경방향으로 돌출한 복수의 제2 돌기를 포함하고, 상기 이너 파이프의 제2 외주 영역은 상기 복수의 제2 돌기의 형상에 대응하도록 복수의 제2 홈이 형성되는, 부시 조립체.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 돌출부와 상기 제1 및 제2 중앙부가 형성하는 공간 공간에는 윤활제가 채워지는, 부시 조립체.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 부시 베어링은 상기 제1 중앙부의 외주면으로부터 상기 제2 중앙부를 향하여 상기 축 방향으로 연장하고 내주면에 결합 돌기가 형성된 결합부를 포함하고,
    상기 제2 부시 베어링의 외주면에는 상기 결합 돌기가 삽입되도록 구성된 결합 홈이 형성된, 부시 조립체.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 외주면의 곡률 반경은 상기 제1 접촉부의 내주면의 곡률 반경보다 작도록 구성되고,
    상기 제2 돌출부의 외주면의 곡률 반경은 상기 제2 접촉부의 내주면의 곡률 반경보다 작도록 구성된, 부시 조립체.
  11. 금속 재질로 구성된 암 바디;
    제1 재료로부터 인서트 사출되어 상기 암 바디에 결합되는 인서트 몰딩부;
    상기 인서트 사출에 의하여 상기 암 바디의 일 측에 고정되는 볼 조인트; 및
    상기 암 바디의 타 측에 설치된 부시 조립체를 포함하고,
    상기 암 바디의 일 측에 고정된 부시 파이프;
    상기 부시 파이프의 축 방향과 동축으로 배치되고, 중앙 부분의 단면 지름이 양 측 단부의 단면 지름보다 크도록 외측 반경방향으로 볼록한 형상을 갖는 부시 베어링;
    상기 제1 재료와 다른 제2 재료로부터 상기 부시 파이프의 내주면과 상기 부시 베어링의 외주면 사이에 충진되어 상기 부시 베어링의 위치를 상기 부시 파이프 내부에 고정시키도록 구성된 인서트 부재; 및
    상기 부시 베어링에 회전 가능하게 결합되는 이너 파이프를 포함하고,
    상기 인서트 부재는 상기 이너 파이프를 상기 부시 파이프와 동축으로 배치시킨 상태에서 상기 제2 재료로부터 상기 부시 파이프의 내주면과 상기 부시 베어링의 외주면 사이의 공간에 인서트 사출되어 형성되는,
    현가 암.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 암 바디는,
    선단에 상기 볼 조인트가 설치되는 결합 링이 형성된 조인트부; 및
    상기 조인트부로부터 연장되고, 선단에 상기 부시 파이프가 고정되며, 상기 제1 재료가 인서트 사출되는 사출 홀이 형성된 레그부를 포함하는,
    현가 암.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 레그부는 상기 암 바디로부터 양측으로 연장하는 제1 및 제2 레그부를 포함하고,
    상기 인서트 몰딩부는 상기 제1 재료로부터 상기 제1 및 제2 레그부 각각의 사출 홀 및 상기 결합 링을 포함하는 세 개의 지점을 향하여 상기 제1 및 제2 레그부에 수직한 방향으로 사출되어 형성되는,
    현가 암
  14. 제11항에 있어서,
    상기 인서트 부재는 상기 제2 재료로부터 상기 부시 파이프의 축 방향과 평행한 방향으로 사출되어 형성되는,
    현가 암.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 재료는 PA6-GF50 재료를 포함하고,
    상기 부시 베어링은 상기 제1 재료와 동일한 재료로 제조되는,
    현가 암.
  16. 선단에 볼 조인트가 설치되는 결합 링이 고정된 조인트부 및 상기 조인트부로부터 연장되고, 선단에 부시 파이프가 고정되며, 사출 홀이 형성된 레그부를 포함하는 암 바디를 제조하는 단계;
    볼 조인트가 상기 결합 링 내에 배치되고 부시 베어링과 이너 파이프의 조립체가 상기 부시 파이프와 동축으로 배치되도록 상기 암 바디를 금형에 삽입하는 단계;
    제1 재료로부터 상기 사출 홀 상기 결합 링을 향하여 상기 레그부에 수직한 방향으로 사출하여 인서트 몰딩부를 형성하는 단계; 및
    상기 조립체가 상기 부시 파이프와 동축으로 배치된 상태에서, 상기 제1 재료와 다른 제2 재료로부터 상기 부시 파이프의 내주면과 상기 부시 베어링의 외주면 사이의 공간에 인서트 사출하여 인서트 부재를 형성하는 단계를 포함하는,
    현가 암의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 암 바디를 금형에 삽입하는 단계는,
    상기 레그부의 상면이 사출 위치를 향하도록 상기 암 바디를 상기 금형에 삽입하는 단계;
    상기 볼 조인트의 부시 베어링이 상기 사출 위치를 향하도록 상기 결합 링 내 배치하는 단계; 및
    상기 부시 파이프와 동축으로 배치되도록 상기 부시 베어링과 이너 파이프의 조립체를 상기 부시 파이프 내부에 배치하는 단계를 포함하는,
    현가 암의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 재료는 상기 부시 파이프의 내주면과 상기 부시 베어링의 외주면 사이의 서로 이격된 세 개의 지점에서 사출되는,
    현가 암의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113895193A (zh) * 2021-10-19 2022-01-07 浙江吉利控股集团有限公司 一种汽车用控制臂及汽车

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101792107B1 (ko) * 2016-12-28 2017-11-20 주식회사 일진 차량용 하이브리드 현가암 및 그 제조방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007015616B4 (de) * 2007-03-29 2021-10-21 Zf Friedrichshafen Ag Verbindungsstück zum gelenkigen Verbinden von im Fahrwerk eines Fahrzeugs angeordneten Bauelementen
KR101592347B1 (ko) * 2010-07-30 2016-02-12 현대자동차주식회사 자동차용 스테빌라이저 바의 마운트 부시
KR20130059210A (ko) * 2011-11-28 2013-06-05 주식회사 일진 자동차용 필로우 볼 부시 및 그 조립방법
DE102014214827A1 (de) * 2014-07-29 2016-02-04 Zf Friedrichshafen Ag Lenker sowie Verfahren zu dessen Herstellung
KR101838605B1 (ko) * 2016-04-28 2018-03-15 주식회사 일진 스테빌라이저 바 마운트 부시 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101792107B1 (ko) * 2016-12-28 2017-11-20 주식회사 일진 차량용 하이브리드 현가암 및 그 제조방법

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