KR102113983B1

KR102113983B1 - 서스펜션암

Info

Publication number: KR102113983B1
Application number: KR1020180116063A
Authority: KR
Inventors: 노재동
Original assignee: 주식회사 화신
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-05-22
Also published as: KR20200036439A

Abstract

서스펜션암에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 서스펜션암은: 복수의 결합부가 형성되고, 금속성 재질로 형성되는 제1 서스펜션암부; 및 제1 서스펜션암부의 양측면에 몰딩되고, 복합소재로 형성되는 제2 서스펜션암부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

서스펜션암{SUSPENSION ARM}

본 발명은 서스펜션암에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량을 경량화시키면서도 요구되는 강성을 확보할 수 있는 서스펜션암에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 조향 성능을 유지하면서 노면 충격을 흡수할 수 있도록 현가 장치가 설치된다. 현가 장치는 차체와 차륜을 연결하는 서스펜션암을 포함한다. 서스펜션암은 강판을 프레스 성형함에 의해 제작된다.

그러나, 종래에는 서스펜션암이 금속성 재질로 형성되므로, 서스펜션암을 경량화하는데 한계가 있다.

또한, 서스펜션암은 강성이 취약한 부분을 기준으로 두께가 결정되므로, 서스펜션암의 두께가 전체적으로 두껍게 제작된다. 따라서, 서스펜션암의 중량이 증가됨에 따라 차량의 경량화에 저해 요인이 될 수 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2015-0069840호(2015. 06. 24 공개, 발명의 명칭: 멀티링크식 현가장치)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량을 경량화시키면서도 요구되는 강성을 확보할 수 있는 서스펜션암을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 서스펜션암은: 복수의 결합부가 형성되고, 금속성 재질로 형성되는 제1 서스펜션암부; 및 상기 제1 서스펜션암부의 양측면에 몰딩되고, 복합소재로 형성되는 제2 서스펜션암부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

복수의 상기 결합부를 제외한 상기 제1 서스펜션암부의 양측면 전체가 상기 제2 서스펜션암부에 매립되도록 몰딩될 수 있다.

가열된 복합소재시트를 상기 제1 서스펜션암부의 양측면에 적층시키고, 상기 복합소재시트와 상기 제1 서스펜션암부를 프레스 성형함에 따라 상기 제1 서스펜션암부의 양측면에 상기 제2 서스펜션암부가 몰딩될 수 있다.

상기 제1 서스펜션암부는 관통홀부가 형성되는 제1 서스펜션 바디; 및 상기 제1 서스펜션 바디의 둘레를 따라 상기 제1 서스펜션 바디에서 만곡되게 형성되는 제1 플랜지부를 포함할 수 있다.

상기 제2 서스펜션암부는 둘레부의 두께가 폭방향 중심부의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.

상기 제2 서스펜션암부의 상기 둘레부는 양측면이 라운드지게 형성될 수 있다.

상기 관통홀부의 내부는 상기 복합소재에 의해 채워질 수 있다.

본 발명에 따르면, 금속성 재질의 제1 서스펜션암부의 양측면에 복합소재의 제2 서스펜션암부가 몰딩되므로, 서스펜션암의 중량을 감소시키면서도 차량에 요구되는 강성을 충분히 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 관통홀부의 내부에 복합소재가 채워지므로, 복합소재의 제2 서스펜션암부가 금속성 재질의 제1 서스펜션암부에서 들뜨거나 분리되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제1 플랜지부가 제1 서스펜션암부의 폭방향 중심부 방향으로 탄성 변형된 상태로 제2 서스펜션암부의 내부에 매립되므로, 제1 서스펜션암부와 제2 서스펜션암부의 접합강도를 더욱 증대될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션암을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션암에서 제1 서스펜션암부와 제2 서스펜션암부가 분리된 상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션암을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션암을 제조하는 금형을 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 서스펜션암의 일 실시예를 설명한다. 서스펜션암을 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션암을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션암에서 제1 서스펜션암부와 제2 서스펜션암부가 분리된 상태를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션암을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션암을 제조하는 금형을 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션암은 제1 서스펜션암부(10)와 제2 서스펜션암부(20)를 포함한다.

제1 서스펜션암부(10)는 복수의 결합부(A,B,G)가 형성되고, 금속성 재질로 형성된다. 제1 서스펜션암부(10)에는 복수의 관통홀부(15)가 형성된다. 예를 들면, 제1 서스펜션암부(10)의 길이방향 중심부에는 원형의 제1 관통홀부(15a)가 형성되고, 제1 관통홀부(15a)의 양측에는 제1 서스펜션암부(10)의 길이방향을 따라 길게 형성되는 제2 관통홀부(15b)가 형성된다.

제1 서스펜션암부(10)는 합금강이나 알루미늄함금 등의 금속성 재질로 형성된다. 제1 서스펜션암부(10)는 금속성 판재를 프레스 성형함에 의해 제작된다. 제1 서스펜션암부(10)는 전체적으로 원호 형태로 라운드지게 형성된다.

제1 서스펜션암부(10)에는 복수의 결합부(A,B,G)가 형성된다. 예를 들면, 제1 서스펜션암부(10)의 일측에는 서브 프레임(미도시)에 연결되도록 G점 결합부(G)가 형성되고, 제1 서스펜션암부(10)의 타측에는 너클부(미도시)에 연결되도록 B점 결합부(B)가 형성된다. G점 결합부(G)와 B점 결합부(B) 사이에는 서브 프레임에 연결되도록 A점 결합부(A)가 형성된다. A점 결합부(A)는 제1 서스펜션암부(10)의 길이방향 중간 부분에 형성된다.

제1 서스펜션암부(10)는 제1 서스펜션 바디(11)와 제1 플랜지부(13)를 포함한다. 제1 서스펜션 바디(11)에는 복수의 관통홀부(15)가 형성된다. 제1 플랜지부(13)는 제1 서스펜션 바디(11)의 둘레를 따라 제1 서스펜션 바디(11)에서 만곡되게 형성된다.

제2 서스펜션암부(20)는 제1 서스펜션암부(10)의 양측면에 몰딩되고, 복합소재로 형성된다. 복합소재로는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP: carbon fiber reinforced plastic), 유리섬유강화플라스틱(GFRP: glass fiber reinforced plastic) 등이 적용될 수 있다. 복합소재는 강판보다 중량이 절반 정도 감소되면서도 수배의 높은 강성을 갖는다. 서스펜션암 장치는 금속성 재질의 제1 서스펜션암부(10) 양측면에 복합소재의 제2 서스펜션암부(20)가 몰딩되므로, 서스펜션암의 중량을 감소시키면서도 차량에 요구되는 강성을 충분히 확보할 수 있다.

복수의 결합부(A,B,G)를 제외한 제1 서스펜션암부(10)의 양측면 전체가 제2 서스펜션암부(20)에 매립되도록 몰딩된다. 따라서, 복합소재의 제2 서스펜션암부(20)가 금속성 재질의 제1 서스펜션암부(10)에서 들뜨거나 분리되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 서스펜션암부(20)가 제1 서스펜션암부(10)에 보다 긴밀하게 밀착되므로, 제1 서스펜션암부(10)와 제2 서스펜션암부(20)의 접합강도를 향상시킬 수 있다.

가열된 복합소재시트(미도시)를 제1 서스펜션암부(10)의 양측면에 적층시키고, 복합소재시트와 제1 서스펜션암부(10)를 프레스 성형함에 따라 제1 서스펜션암부(10)의 양측면에 제2 서스펜션암부(20)가 몰딩된다. 이때, 복합소재시트는 가열로(미도시)에서 대략 200℃ 정도로 가열된다. 복합소재시트가 가열됨에 따라 복합소재시트가 부풀어 오르면서 연성이 증가된다. 따라서, 금형이 가열된 복합소재시트와 제1 서스펜션암부(10)를 프레스 성형하면, 연성이 증가된 복합소재시트가 유동 및 변형되면서 제1 서스펜션암부(10)의 양측면에 압착된다.

복합소재시트가 냉각되면서 경화됨에 따라 제1 서스펜션암부(10)의 양측면에 제2 서스펜션암부(20)가 몰딩된다. 이때, 복합소재시트와 제1 서스펜션암부(10)가 냉각되면, 복합소재시트가 금속성 재질의 제1 서스펜션암부(10)에 비해 수축량이 크다. 따라서, 제1 서스펜션암부(10)의 제1 플랜지부(13)가 복합소재의 제2 서스펜션암부(20)에 의해 폭방향 중심부 측으로 당겨진다. 따라서, 제1 플랜지부(13)가 폭방향 중심부 측으로 탄성 변형된 상태로 제2 서스펜션암부(20)의 내부에 매립되므로, 제1 서스펜션암부(10)와 제2 서스펜션암부(20)의 접합강도를 더욱 증대될 수 있다.

제2 서스펜션암부(20)는 둘레부(22)의 두께(t2)가 폭방향 중심부의 두께(t1)보다 두껍게 형성된다. 제2 서스펜션암부(20)의 둘레부(22)의 두께(t2)가 제2 서스펜션암부(20)의 폭방향 중심부의 두께(t1)보다 두껍게 형성되므로, 서스펜션암의 비틀림 강성이 더욱 증가될 수 있다. 더욱이, 제1 서스펜션암부(10)이 둘레부(22)에 제1 플랜지부(13)가 만곡되게 형성되므로, 서스펜션암의 비틀림 강성이 보다 증가될 수 있다.

제2 서스펜션암부(20)의 둘레부(22)는 양측면이 라운드지게 형성된다. 제2 서스펜션암부(20)의 둘레부(22) 양측면이 라운드지게 형성되므로, 제2 서스펜션암부(20)의 둘레부(22)에 집중되는 응력을 완화시킬 수 있다.

관통홀부(15)의 내부는 복합소재에 의해 채워진다. 따라서, 제2 서스펜션암부(20)가 제1 서스펜션암부(10)에서 들뜨거나 분리되는 것을 방지할 수 있다.

제2 서스펜션암부(20)가 제1 서스펜션암부(10)의 양측면 전체에 부착되므로, 제1 서스펜션암부(10)의 두께를 얇게 형성하더라도 제2 서스펜션암부(20)에 의해 강도를 보강할 수 있다. 또한, 제2 서스펜션암부(20)는 부위별로 두께를 다르게 형성할 수 있으므로, 서스펜션암 장치의 부위별로 강성을 조절할 수 있다. 따라서, 제1 서스펜션암부(10)의 전체 두께가 제1 서스펜션암부(10)에서 강성이 취약한 부분을 기준으로 결정되지 않아도 되므로, 제1 서스펜션암부(10)의 두께를 감소시킬 수 있다. 금속 재질로 형성된 제1 서스펜션암부(10)의 두께가 감소됨에 따라 서스펜션암의 중량을 감소시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션암의 제조방법에 관해 설명하기로 한다.

하부 금형(50)에 서스펜션암의 형태와 동일한 수용홈부(52)를 형성한다. 수용홈부(52)에는 B점 결합부(B)와 G점 결합부(G)에 삽입되도록 보스부(54)가 형성된다. A점 결합부(A)는 별도의 부재에 의해 막힐 수 있다. 상부 금형(60)에는 서스펜션암의 형태와 동일한 가압부(62)가 돌출되게 형성된다.

가열로에서 복합소재시트를 대략 200℃ 정도의 온도로 가열한다. 하부 금형(50)의 수용홈부(52)의 바닥면에 가열된 복합소재시트를 적층하고, 복합소재시트의 상측에 제1 서스펜션암부(10)를 적층하며, 제1 서스펜션암부(10)의 상면에 가열된 복합소재시트를 적층한다. 이때, B점 결합부(B)와 G점 결합부(G)에는 보스부(54)의 일부분이 삽입되거나 대향된다.

상부 금형(60)이 하강됨에 따라 상부 금형(60)의 가압부(62)가 하부 금형(50)의 수용홈부(52)에 삽입되면서 복합소재시트와 제1 서스펜션암부(10)를 프레스 성형한다. 이때, 상부 금형(60)은 대략 2000ton 정도의 압력으로 가압된다. 가열된 복합소재시트가 유동 및 변형되면서 제1 서스펜션암부(10)의 양측면에 압착됨에 따라 제1 서스펜션암부(10)의 양측면 전체에 몰딩된다.

제1 서스펜션암부(10)의 양측면 전체에 복합소재시트가 몰딩됨에 따라 복수의 결합부(A,B,G)를 제외한 제1 서스펜션암부(10)의 양측면 전체가 복합소재에 매립된다.

복합소재가 냉각되면서 경화됨에 따라 제1 서스펜션암부(10)의 양측면에 제2 서스펜션암부(20)가 밀착되게 형성된다.

상기와 같이, 서스펜션암은 금속성 재질의 제1 서스펜션암부(10)의 양측면에 복합소재의 제2 서스펜션암부(20)가 몰딩되므로, 서스펜션암의 중량을 감소시키면서도 차량에 요구되는 강성을 충분히 확보할 수 있다.

또한, 관통홀부(15)의 내부에 복합소재가 채워지므로, 복합소재의 제2 서스펜션암부(20)가 금속성 재질의 제1 서스펜션암부(10)에서 들뜨거나 분리되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제1 플랜지부(13)가 제1 서스펜션암부(10)의 폭방향 중심부 방향으로 탄성 변형된 상태로 제2 서스펜션암부(20)의 내부에 매립되므로, 제1 서스펜션암부(10)와 제2 서스펜션암부(20)의 접합강도를 더욱 증대될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

A: A점 결합부 B: B점 결합부
G: G점 결합부 10: 제1 서스펜션암부
11: 제1 서스펜션 바디 13: 제1 플랜지부
15: 관통홀부 15a: 제1 관통홀부
15b: 제2 관통홀부 20: 제2 서스펜션암부
22: 둘레부 50: 하부 금형
52: 수용홈부 54: 보스부
60: 상부 금형 62: 가압부

Claims

복수의 결합부가 형성되고, 금속성 재질로 형성되는 제1 서스펜션암부; 및
상기 제1 서스펜션암부의 양측면에 몰딩되고, 복합소재로 형성되는 제2 서스펜션암부를 포함하고,
복수의 상기 결합부를 제외한 상기 제1 서스펜션암부의 양측면 전체가 상기 제2 서스펜션암부에 매립되도록 몰딩되고,
상기 제1 서스펜션암부는,
관통홀부가 형성되는 제1 서스펜션 바디; 및
상기 제1 서스펜션 바디의 둘레를 따라 상기 제1 서스펜션 바디에서 만곡되게 형성되는 제1 플랜지부를 포함하며,
상기 제1 플랜지부는 상기 제1 서스펜션암부의 폭방향 중심부 방향으로 탄성 변형된 상태로 상기 제2 서스펜션암부에 매립되는 것을 특징으로 하는 서스펜션암.
삭제
제1 항에 있어서,
가열된 복합소재시트를 상기 제1 서스펜션암부의 양측면에 적층시키고,
상기 복합소재시트와 상기 제1 서스펜션암부를 프레스 성형함에 따라 상기 제1 서스펜션암부의 양측면에 상기 제2 서스펜션암부가 몰딩되는 것을 특징으로 하는 서스펜션암.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제2 서스펜션암부는 둘레부의 두께가 폭방향 중심부의 두께보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 서스펜션암.
제5 항에 있어서,
상기 제2 서스펜션암부의 상기 둘레부는 양측면이 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 서스펜션암.
제5 항에 있어서,
상기 관통홀부의 내부는 상기 복합소재에 의해 채워지는 것을 특징으로 하는 서스펜션암.