KR102244923B1 - 차량용 현가암의 제조방법 - Google Patents

차량용 현가암의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 현가암의 제조방법에 관한 것으로, 일단에 형성된 기준부의 좌우 양측으로 레그부가 형성된 암바디(arm body)를 성형하기 위해 모재를 가공하는 블랭킹 단계(S10)와, 포밍단계(S20), 플랜징 및 스트라이킹 단계(S30), 상기 기준부에 관통부를 형성시키는 피어싱 단계(S40), 상기 관통부의 주변에 대한 버링가공을 수행하여 볼조인트 연결부의 형상을 성형하는 볼조인트 연결부 성형 및 마감단계(S50). 상기 암바디의 양단 레그부에 중공형 부시파이프를 결합시키는 부시파이프 결합단계(S60), 형성된 볼조인트 연결부 내측으로 볼조인트를 결합시키는 볼조인트 조립단계(S70), 암바디의 가장자리 내측으로 플라스틱 수지를 사출하는 플라스틱수지 인서트 몰딩단계(S80) 및 플라스틱수지 인서트 몰딩이 완료된 암 바디의 양단 레그부에 구비된 부시파이프에 부시를 압입시켜 조립하는 부시 결합단계(S90);를 포함하되, 상기 볼조인트 연결부 성형 및 마감단계(S50)는, 상기 피어싱 단계(S40)를 통해 형성된 상기 관통부의 가장자리 일측으로 일정 높이의 보스부를 형성시키는 보스부 성형단계(S501)와, 형성된 보스부의 외주연으로 직경이 점차 줄어드는 중공형 부싱이 다단으로 구비된 다이를 통해 가압하여 수직방향으로 높이를 증대시키면서 일정 두께를 갖도록 증육시켜 볼조인트 연결부를 암바디에 일체로 성형시키는 다단 드로잉 단계(S501);를 더 포함하여 이루어진다.

Description

차량용 현가암의 제조방법{Manufacturing method of the Suspension arm for vehicle}
본 발명은 차량용 현가암의 제조방법에 관한 것으로, 특히 차체 또는 차축과 차륜 사이에 설치되는 현가암의 제조공정을 단순화하고, 부품의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 현가암의 제조방법에 관한 것이다.
차량에 설치되는 현가장치는 차축과 프레임(차체)을 연결하거나 차륜과 차축 또는 차체를 연결하여 주행중 노면에서 차체로 전달되는 충격이나 소음을 흡수하여 승차감을 향상시킥고 주행 안전성을 향상시키는 중요한 장치의 하나이다.
현가장치를 구성하는 주요 요소로는 스프링, 스테빌라이저, 속업쇼바 등으로 구성되어 있고, 현가장치의 종류로는 일체 차축 현가장치와 독립 현가장치로 구분되고 있다.
이중 독립 현가장치는 차축을 분할하여 양쪽 바퀴가 서로 관계없이 움직이게 하여 승차감이나 주행 안전성을 향상시키도록 한 것으로, 소형 승용차량에 주로 많이 적용되고 있는 것으로, 독립 현가장치의 종류에는 위시보운 형식, 맥퍼슨 형식, 트레일링 링크형식, 스윙 차축형식 등이 있다.
그중 가장 많이 사용되는 형식인 위시보운 형식의 경우, 현가암 즉, 어퍼 컨트롤 암과 로어 컨트롤 암과, 조향너클, 코일스프링 등으로 구성되어 있다.
상기 구성 중 본원발명과 관련된 현가암(어퍼/로어 컨트롤 암)은 차체를 구성하는 크로스 멤버나 프레임에 일단이 연결되고, 타단은 차륜에 결합되는 너클에 볼조인트를 매개로 연결되어 있다.
이러한 현가암은 차륜을 차체에 연결 및 지지시키고, 차량의 주행 상태에 따라 차륜의 주행방향을 적절하게 제어하여 차량의 직진 주행성과 조향 안정성을 향상시킬 수 있도록 하고 있다.
차량의 주행 및 조향 안정성에 큰 역할을 하는 종래의 현가암은 주로 주물 방식과 프레스 방식으로 제조되고 있으며, 주물방식의 경우 스틸 또는 알루미늄 용탕을 금형에 주입 응고시켜 성형함으로써 현가암이 제조되고 있다.
또한, 본원발명과 관련된 프레스 방식의 경우 스틸강판으로 이루어진 상판과 하판을 프레스로 성형하여 상판과 하판을 용접하고, 부시 파이프와 볼조인트 파이프를 용접하여 현가암을 제조하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 방식으로 제조된 현가암은 중량이 무겁고 제작공정이 복잡하며, 강판을 용접 결합으로 인한 변형 및 강성에 있어서 취약함이 우려되는 문제점이 있었다.
이를 위해, 종래의 현가암이 갖는 문제점들을 해결하고, 경량화를 도모하기 위해 다양한 발명들이 안출되고 있다.
그 일례로, 특허공개 제10-2010-0116081호(공개일:2010.10.29)의 ‘차량의 콘트롤암 및 그 제조방법’, 특허등록 제10-1732063호(등록일:2017.04.25)의 ‘볼조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조방법’, 특허공개 제10-2017-0013573호(공개일:2017.02.07)의 ‘차량의 어퍼 암’, 특허등록 제10-1747336호(등록일:2017.06.08)의 차량용 하이브리드 현가암 및 이를 제조하기 위한 제조방법, 특허등록 제10-1826825호(등록일:2018.02.01)의 ‘하이브리드 현가암’이 안출되어 현가암의 중량을 감량시키고 강성을 향상시킬 수 있도록 하였다.
특히, 종래의 가장 개선된 형태의 하나인 하이브리드 현가암 역시 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 공정으로 이루어지고, 특히 차륜에 결합되는 조향너클과 결합되는 볼조인트의 고정을 위한 볼조인트 파이프를 용접하는데 있어서 1차 및 2차 용접을 수행함으로써 작업공정이 복잡할 뿐만 아니라 작업시간이 많이 소요되고, 용접작업 후 별도의 후공정을 수행해야 함으로써 생산능률이 저하되고, 고품질의 제품을 생산하는데 한계가 있었다.
- 특허공개 제10-2010-0116081호(공개일:2010.10.29, 발명의 명칭: 차량의 콘트롤암 및 그 제조방법) - 특허등록 제10-1732063호(등록일:2017.04.25, 발명의 명칭: 볼조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조방법) - 특허공개 제10-2017-0013573호(공개일:2017.02.07, 발명의 명칭 : 차량의 어퍼 암) - 특허공개 제10-2017-0013573호(공개일:2017.02.07, 발명의 명칭: 차량의 어퍼 암)
본 발명은 종래의 현가암이 갖는 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 현가암의 중요 부위의 강성과 상품성 및 내구성을 향상시키고, 고품질의 제품을 생산할 수 있도록 하는 차량용 현가암의 제조방법을 제공하기 위함에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 차량용 현가암의 제조방법은 일단에 형성된 기준부를 기준으로 좌우 양측으로 레그부가 형성되어 U형 또는 V형 암바디(arm body)를 성형하기 위해 모재를 가공하는 블랭킹 단계; 블랭킹된 모재를 프레스를 이용하여 1차 형상을 가공하는 포밍단계; 포밍 처리된 모재의 가장자리 부위에 강성향상 및 인서트 사출물의 결합력 향상을 위해 일측 방향으로 일정 높이의 플랜지를 성형하는 플랜징 및 스트라이킹 단계; 차륜에 결합되는 조향너클에 결합되는 볼조인트의 취부를 위해 상기 기준부에 관통부를 형성시키는 피어싱 단계; 상기 피어싱 단계에서 형성된 상기 관통부의 내주연 및 외주연에 대한 버링가공을 수행하여 볼조인트 연결부의 형상을 성형하는 볼조인트 연결부 마감단계; 상기 암바디의 양단 레그부에 차체 또는 프레임에 연결하기 위한 부싱을 체결할 수 있도록 중공형 부시파이프를 결합시키는 부시파이프 결합단계; 형성된 볼조인트 연결부 내측으로 볼조인트를 압입시켜 암바디에 회전가능하게 결합시키는 볼조인트 조립단계; 볼조인트가 조립된 암바디를 사출 금형에 삽입시켜 암바디의 가장자리 내측으로 플라스틱 수지를 사출하는 플라스틱수지 인서트 몰딩단계; 플라스틱수지 인서트 몰딩이 완료된 암 바디를 사출금형에서 분리하여 양단 레그부에 구비된 부시파이프에 부시를 압입시켜 조립하는 부시 결합단계;를 포함하되, 상기 볼조인트 연결부 성형 및 마감단계는, 상기 피어싱 단계를 통해 형성된 상기 관통부의 가장자리에 일측방향으로 일정 높이의 보스부를 형성시키는 보스부 성형단계와, 상기 보스부 성형단계에서 형성된 보스부의 외주연으로 직경이 점차 줄어드는 중공형 부싱이 다단으로 구비된 다이를 통해 가압하여 수직방향으로 높이를 증대시키면서 일정 두께를 갖도록 증육시켜 볼조인트 체결을 위한 볼조인트 연결부를 암바디에 일체로 성형시키는 다단 드로잉 단계;를 더 포함하여 이루어진다.
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상술한 본 발명에 따른 차량용 현가암 제조방법에 따르면, 현가암 자체의 중량을 낮추면서 강성을 향상시킴은 물론 차륜측과 연결되어 큰 힘을 받는 볼조인트가 결합되는 볼조인트 파이프가 암바디의 모재에서 증육 성형되어 일체로 구성됨으로 인해서 종래의 현가암에 비해 용접개소를 줄여 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 용접부위의 부식성을 줄여 현가암 자체의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다.
특히, 본 발명의 제조방법에 따른 현가암은 볼조인트가 결합되어 차륜측에서 전달되는 힘을 가장 많이 받는 볼조인트 연결부를 암 바디 자체의 모재를 증육시켜 성형되도록 함으로써 작업자의 어려운 작업공정을 줄이고, 비용접 방식 채택으로 현가암 자체의 상품성을 향상시킴은 물론 가격 경쟁력을 높일 수 있도록 하는 유용한 효과를 제공한다.
도 1은 종래의 하이브리드 현가암의 제조공정도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가암의 제조방법으로 제조된 차량용 현가암의 외관사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가암의 제조방법으로 제조된 차량용 현가암의 분리상태도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가암의 제조방법에 따라 제조되는 현가암에 일체로 구성되는 볼조인트 파이프의 다단 증육과정 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 현가암의 제조공정도이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가암의 제조방법으로 제조된 현가암은 볼조인트가 회동가능하게 결합되도록 고정 지지하는 볼조인트 연결부가 암바디에 형성된 관통부 주변의 모재를 다단 드로잉 공정을 통해 길이와 두께를 증대하여 일체로 구성되는 현가암을 제공하는데 그 특징이 있다.
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 현가암의 제조방법으로 제조된 현가암은 일단에 기준부가 구비되고, 상기 기준부 말단에서 일정거리 연장된 중심부에서 좌우 양측으로 상호 대칭되도록 U형 또는 V형으로 이격된 레그부를 갖는 고장력 스틸강으로 이루어진 암 바디(arm body); 상기 암 바디의 가장자리 부위에서 일측 방향으로 상기 기준부 및 레그부의 폭보다 낮은 높이로 절곡 형성된 플랜지부; 차륜에 결합되는 조향너클과 결합되는 볼조인트의 취부를 위해 상기 암 바디의 일단 기준부에 일정 크기로 상하 관통 형성된 관통부; 상기 관통부의 가장자리에서 일측 방향으로 일정 높이 형성된 돌출부 주변을 직경이 점차 줄어드는 중공형 부싱이 다단으로 일측에 구비된 상하부 다이를 통과하면서 돌출부의 직경을 점차 줄여가면서 두께와 높이를 점차적으로 증육시켜 상기 암 바디에 일체로 성형되는 볼조인트 연결부; 상기 볼조인트 연결부의 관통방향과 직각방향으로 암 바디의 양쪽 레그부 말단에 결합되어 차체 또는 프레임에 연결되기 위한 부싱을 체결할 수 있도록 구비되는 중공형 부시파이프; 상기 볼조인트 연결부 내측으로 압입되어 암 바디에 회전가능하게 일단이 결합되고 타단이 차륜측 조향너클에 결합되도록 구비되는 볼조인트; 상기 암바디의 강성을 보강하도록 상기 암 바디의 플랜지부 내측으로 사출되어 암 바디에 일체로 성형되는 플라스틱 수지몰드;를 포함하는 구성으로 이루어진다.
특히, 상기 암 바디의 플랜지부 내측에는 플라스틱 수지몰드의 견고한 결합력 향상 및 암 바디의 강성을 증대시킬 수 있도록 상기 기준부 및 레그부의 폭방향으로 복수개의 보강리브가 일정 간격으로 더 형성되고, 상기 보강리브는 가장자리부에 형성된 플랜지부의 높이와 동일하거나 플랜지부의 높이보다 낮게 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같은 차량용 현가암을 제조하기 위한 제조방법은 일단에 기준부가 구비되고, 상기 기준부에서 좌우 양측으로 일정 거리 연장되어 상호 대칭되도록 U형 또는 V형 레그부를 갖는 암 바디(arm body)를 성형하기 위해 일정 두께를 갖는 고장력 스틸강을 일정 크기 및 형상으로 절단하여 모재를 가공하는 블랭킹 단계; 암 바디의 형상을 갖출 수 있도록 블랭킹 된 모재를 프레스를 이용하여 1차 형상을 가공하는 포밍단계; 포밍 처리된 모재의 가장자리 부위에 강성향상 및 인서트 사출물의 결합력 향상을 위해 일측 방향으로 일정 높이 돌출되도록 플랜지를 성형하는 플랜징 및 스트라이킹 단계; 차륜에 결합되는 조향너클과 결합되는 볼조인트의 취부를 위해 상기 암 바디의 일단 기준부에 일정 크기의 관통부를 형성시키는 피어싱 단계; 성형된 돌출부의 내주연 및 외주연에 대한 버링가공을 수행하여 볼조인트 연결부의 형상을 성형하는 볼조인트 연결부 성형 및 마감단계; 상기 암 바디의 양단 레그부에 차체 또는 프레임에 연결하기 위한 부싱을 체결할 수 있도록 중공형 부시파이프를 결합시키는 부시파이프 결합단계; 완성된 볼조인트 연결부 내측으로 볼조인트를 압입시켜 암 바디에 회전가능하게 결합시키는 볼조인트 조립단계; 볼조인트가 조립된 암 바디를 사출 금형에 삽입시켜 암 바디의 가장자리 내측으로 플라스틱 수지를 사출하는 플라스틱수지 인서트 몰딩단계; 플라스틱수지 인서트 몰딩이 완료된 암 바디를 사출금형에서 분리하여 양단 레그부에 구비된 부시파이프에 부시를 압입시켜 조립하는 부시 조립단계;를 포함하여 이루어진다.
특히, 상기 볼조인트 연결부 성형 및 마감단계는, 상기 피어싱 단계를 통해 형성된 상기 관통부의 가장자리에서 일측 방향으로 일정 높이의 보스부를 형성시키는 보스부 성형단계와, 상기 관통부 주변으로 형성된 보스부를 일정 높이 및 일정 두께로 증육시켜 볼조인트 체결을 위한 볼조인트 연결부를 암 바디에 일체로 성형하기 위해 돌출부 외주연으로 직경이 점차 줄어드는 중공형 부싱이 다단으로 구비된 다이를 통해 돌출부의 직경을 점차 줄여가면서 두께와 높이를 점차적으로 증육시키는 다단 드로잉 단계;를 더 포함하여 이루어진다.
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이하, 명세서에 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에 따라 제조된 차량용 현가암(suspension arm)을 설명하는 데 있어서 공지된 관련 구성이나 기능에 대해서는 가급적 구체적인 설명을 생략하고 본 발명의 주요부 및 특징부 위주로 상세한 설명을 한다.
또한, 발명의 구성에 대한 설명의 편의를 위해 도면에 표시된 방향에 따라 일측 또는 일단으로 표시하고 이에 대응하거나 대칭되는 쪽을 타측 또는 타단으로 지칭한다.
또한, 도면에 도시된 차량용 현가암은 차량의 크기나 종류에 따라 다양한 형태로 변형되어 사용되지만, 본 발명의 실시예는 그 대표적인 일 실시예로 한정하여 도시하고 있으며, 일반적으로 차량용 현가암은 차륜의 내측 상하방에 상부(upper) 현가암과 하부(lower) 현가암으로 구분되지만, 본 발명의 상세한 설명에서는 어느 한쪽으로 구분하지 않고 통칭하여 ‘차량용 현가암’으로 설명한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따하 제조된 차량용 현가암은 고장력 스틸강을 기본으로 암 바디(arm body)가 제조되고, 암 바디의 내측으로 플라스틱 수지조성물이 인서트 사출되어 플라스틱수지 몰드가 암 바디에 일체로 성형되는 일명 ‘하이브리드형 현가암’에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 차량용 현가암(100)의 조립된 외관상태를 도시하고 있으며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 차량용 현가암(100)의 주요부 분리상태를 각각 도시하고 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 차량용 현가암(100)은 고장력 강판으로 이루어진 암 바디(110, arm body)와, 상기 암 바디(110)의 상면에 사출 성형되어 암 바디(110)와 일체로 플라스틱 수지몰드(140)가 결합된 구성으로 이루어진다.
상기 암 바디(110)는 그 중심부(120, 이하 ‘기준부’라 칭함)에서 일측으로 약간 돌출된 형상으로 이루어지고, 상기 기준부(120)의 양측으로 U형 또는 V형 구조로 두 개의 레그(leg)부(130)가 구비된 형상으로 이루어진다.
또한, 상기 기준부(120)의 중심부에는 상하방향으로 볼조인트(200)가 회동 가능하게 결합되고, 두 개의 레그부(130) 말단에는 부시(300)가 각각 결합되는 부시파이프(160)가 용접 결합된 구성으로 이루어진다.
즉, 상기 볼조인트(200)는 다수의 부품이 조립된 상태에서 구형의 볼스터드가 기준부(120)에 구비된 볼조인트 연결부(170)에 회동가능하게 결합되어 도시되지 않은 차륜의 내측에 설치되는 조향너클과 상대 회전이 가능하도록 연결하는 기능을 하고, 두 개의 부시파이프(160)에 결합되는 부시(300)는 차체측에 탄력적으로 연결되도록 구성된다.
도 3의 분리상태도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 차량용 현가암(100)은 고장력 강판으로 구성되는 암 바디(110)의 내측에 복수개의 보강리브(117)가 일정 간격으로 결합되어 암바디(110) 상면 또는 내측으로 사출되는 플라스틱 수지가 경화되는 과정에서 암 바디(110)에 일체로 결합되도록 함은 물론 암바디(110)의 자체의 강성을 증대시키고 그 형상을 유지할 수 있도록 한다.
고장력 강판으로 제조되는 상기 암 바디(110)는 원하는 규격으로 블랭킹 가공과정을 거쳐 절단된 강판을 포밍공정을 통해 소정의 필요한 형상으로 1차 가공한 후에 플라스틱 수지몰드의 사출시 플라스틱 수지와의 결합력을 증대시킬 수 있도록 기준부 및 양쪽 레그부 가장자리를 따라 내측 방향으로 절곡되어 일정 높이를 갖는 플랜지부(115)가 추가로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
블랭킹 및 포밍공정을 거쳐 일정한 형상으로 다듬어진 암 바디(110)는 소정의 피어싱공정을 통해 기준부(120)의 일단에 상하방향으로 일정 직경의 관통부(116)가 형성되도록 하여 볼조인트(200) 체결을 위한 볼조인트 연결부(170)가 암바디에 일체로 성형될 수 있도록 구성된다.
상기 볼조인트 연결부(150)는 도 4에 도시된 바와 같이 다단의 드로잉과정을 거쳐 암바디(110)에 일체로 성형된다.
즉, 종래의 현가암에 구비되는 볼조인트 연결부는 암바디의 관통부 일측에 일정 직경의 파이프를 별도로 용접하여 볼조인트가 결합될 수 있도록 구성되지만, 본 발명에 따른 현가암은 관통부 주변의 암바디 모재를 중공형 부시가 구비된 다이를 연속된 다단공정으로 드로잉성형을 거쳐 증육시킴으로써 암바디의 모재와 일체화된 볼조인트 연결부가 성형됨으로써 용접과정을 거체 재작되는 종래의 현가암에 비해 작업공정을 단순화함은 물론 상품성 향상과 내구성 향상 및 내부식성을 향상시킬 수 있는 특징을 갖도록 구성된다.
도 4는 암 바디의 기준부 중심부에 형성된 관통부(116) 부위를 발췌 도시한 수직 절단 단면도로서, 이를 참조하면서 암바디에 일체로 성형되는 볼조인트 연결부의 성형과정을 간략하게 설명한다.
즉, 본 발명에 따른 현가암은 프로그레시브 금형장치를 통과하면서 암바디에 볼조인트 연결부가 일체로 성형되는데, 상기 프로그레시브 금형장치는 상하 다이로구성되되 일측 다이에 직경이 점차 들어드는 부시가 결합되어 다단의 드로잉공정을 통해 볼조인트 연결부가 증육된다.
D1단계는 피어싱공정을 통해 암바디의 기준부 중앙에 일정 직격의 관통부(155)를 형성시킨 상태이고, 이와 같이 관통부(155)를 형성시킨 암바디를 다수의 금형장치를 통해 연속공정으로 이동시키면서 드로잉공정을 수행한다.
D2단계는 상기 관통부 주변으로 일정 높이의 볼조인트 연결부를 형성하기 위한 펀치를 이용하여 일정 높이의 보스부를 형성시키고, 그 다음단계(D3~Dn)를 순서대로 진행하면서 보스부의 높이를 증대시키는 사이징단계가 수행된다.
D2단계에서 형성된 보스부의 내경(d1)응 사이징 과정에서 점차 줄어들게 되고(d1〉d2〉d3〉…dn), 보스부의 두께(t2…tn)와 높이(h2…hn)는 점점 증대되는 드로잉과정을 거쳐 요구된 높이 및 두께로 성형되면서 볼조인트를 결합시킬 수 있는 크기로 볼조인트 연결부가 성형된다.
도면에 도시된 Dx단계는 볼조인트 연결부 성형 후 추가적으로 볼조인트 연결을 위해 보스부 외주연에 필요한 형상을 가공할 수 있게 되며, 이와 같이 본 발명에 따른 현가암은 암바디의 기준부에 볼조인트 연결부가 다단 드로잉공정을 거치면서 일체로 성형된다.
그리고, 암바디(110)의 양쪽 레그부(130) 말단에는 라운드형으로 커팅된 부시파이프 연결부(150)가 마련되어 원통형 부시파이프(160)의 외주연 일측이 결합되며, 상기 원통형의 부시파이프(160)에 부시(300)가 끼움 결합되고, 상기 원통형 부시파이프(160)는 그 관통방향이 상기 볼조인트 연결부(170)의 관통부와 직각방향으로 형성되게 결합된다.
또한, 상기 암바디(110)는 기준부(120)와 양쪽 레그부(130) 가장자리를 따라 암바디 내측방향으로 절곡된 일정 높이의 플랜지부(115)가 형성된 상태에서 사출금형에 투입되어 암바디 내측으로 플라스틱 수지가 사출됨으로써 플라스틱 수지몰드(140)가 스틸재의 암바디(110)에 일체로 결합된다.
한편, 상기 플라스틱 수지몰드(140)는 현가암(100)의 전체 중량을 낮추면서 강성 증대하여 변형을 방지하도록 하며, 상기 플라스틱 수지몰드(140)가 성형되는 암바디(110)의 내측부에는 사출되는 플라스틱 수지와의 결합력을 증대시키기 위해 레그부(130)의 길이방향에 대해 일정 기울기를 갖는 복수개의 보강리브(117)가 일정간격으로 용접되는 구성으로 이루어진다.
한편, 도 5에는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가암의 제조공정이 플로우차트로 간략하게 도시되어 있다.
도 5의 플로우차트에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가암(100)의 제조공정은 고장력 강판을 이용하여 현가암을 제작하기 위해 일정 크기와 형상으로 절단하는 블랭킹 단계(S10)와, 평판형의 강판을 암바디의 기본 형상으로 가공하는 포밍 단계(S20)와, 포밍단계를 거친 암바디의 가장자리를 따라 일측방향으로 일정 높이 절곡시켜 플랜지부를 형성시키기 위한 플랜징 및 스크라이킹 단계(S30)와, 암바디에 결합되는 볼조인트의 체결을 위한 볼조인트 연결부의 성형을 위해 기준부 중앙에 일정크기의 관통부를 형성시키는 피어싱 단계(S40)가 수행된다.
상기 피어싱 단계(S40)를 통해 형성된 관통부의 내주연 및 외주연에 대한 버링가공을 수행하여 볼조인트 연결부의 형성을 성형하는 볼조인트 연결부 성형 및 마감단계(S50)를 수행한 다음, 암바디의 양단 레그부에 차체 또는 프레임에 연결하기 위한 부시를 체결할 수 있도록 원통형 부시파이프를 결합시키는 부시파이프 결합단계(S60)가 수행된다.
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그 다음으로, 성형된 볼조인트 연결부 내측으로 준비된 볼조인트를 압입시켜 암바디에 볼조인트를 결합시키는 볼조인트 조립단계(S70)를 수행한 후에, 볼조인트가 조립된 암 바디를 사출 금형에 삽입시켜 암 바디의 가장자리 내측으로 플라스틱 수지를 사출하는 플라스틱수지 인서트 몰딩단계(S80)가 더 수행되고, 플라스틱수지 인서트 몰딩이 완료된 암 바디를 사출금형에서 분리하여 양단 레그부에 구비된 부시파이프에 부시를 압입 결합시키는 부시 결합단계(S90)를 수행한다.
특히, 상기 볼조인트 연결부 성형 및 마감단계(S50)는, 상기 피어싱 단계(S40)를 통해 형성된 상기 관통부의 가장자리에 일측방향으로 일정 높이의 보스부를 형성시키는 보스부 성형단계(S501)와, 상기 보스부 성형단계(S501)에서 형성된 보스부의 외주연으로 직경이 점차 줄어드는 중공형 부싱이 다단으로 구비된 다이를 통해 가압하여 수직방향으로 높이를 증대시키면서 일정 두께를 갖도록 증육시켜 볼조인트 체결을 위한 볼조인트 연결부를 암바디에 일체로 성형시키는 다단 드로잉 단계(S501);를 더 포함하여 이루어지도록 구성된다.
상술한 차량용 현가암의 제조공정에서는 볼조인트 조립단계(S70) 후에 암바디 내측으로 플라스틱 수지 인서트몰딩단계(S80)가 수행되고, 마지막으로 부시 결합단계(S90)가 수행되는 것으로 설명되었으나, 사출금형의 설치구조 및 사출 여건에 따라 플라스틱 수지 인서트몰딩 단계가 먼저 수행되고, 그 다음에 볼조인트 조립단계와 부시 조립단계가 수행될 수도 있다.
도면에 도시된 플로우차트는 현가암을 제조하는 공정의 일 실시예를 설명하기 위한 것으로, 현가암의 제조품질에 이상이 없고 제조공정을 단순화하거나 제조설비의 단순화 또는 최적화를 위해 일부 후 공정에서 대해서는 그 순서를 변경하여 현가암을 제조할 수도 있다.
한편, 상술한 차량용 현가암의 제조공정 중 일부 공정에 대하여 부연설명을 하면, 첫 공정인 블랭킹 단계(S10)는 설치할 차량의 규격에 알맞게 고장력 강판을 일정한 크기와 형상으로 컷팅하는 공정으로, 볼조인트가 결합되는 기준부를 중심으로 좌우 양측으로 일정거리 연장되어 상호 대칭되게 U형 또는 V형 레그부가 형성되도록 암 바디(arm body)의 기본적인 형상을 절단하는 공정이다.
또한, 2단계인 포밍단계(S20)는 블랭킹된 암바디의 모재에 프레스를 이용하여 굴곡 또는 변형을 가하여 원하는 현가암의 형상으로 암바디를 변형시키는 형상 가공단계이다.
그 다음 단계인 플랜징 및 스트라이킹 단계(S30)는 평판형의 암바디의 가장자리부를 일측 방향으로 절곡시켜 일정 높이의 플렌지부를 성형하는 공정으로, 플랜지부를 성형하는 이유는 암바디 자체의 강성을 증대시키기 위한 것과, 그 내측으로 사출되어 일정 두께로 성형되는 플라스틱수지 몰드의 이탈방지 및 결합력을 증대시키기 위함이다.
즉, 상기 플랜지부는 후 공정에 수행되는 플라스틱 수지의 사출시 암바디 외측으로 수지가 흘러나가는 것을 차단하는 차단벽 역할을 함과 동시에 플라스틱 수지몰드가 일정 높이로 성형되도록 가이드 하는 역할도 함께 수행하게 된다.
또한, 상기 플랜징 및 스트라이킹 단계(S30)는 암바디의 가장자리부에 형성되는 플랜지부의 높이에 따라 복수의 단계로 이루어질 수 있으며, 이때 형성되는 플랜지부의 높이는 폭의 넓이에 차이가 있는 기준부와 레그부에서 서로 다른 높이로 성형될 수도 있다.
즉, 차량 설치시 상대적으로 힘을 많이 받는 부위의 경우 플랜지부의 높이를 높게 하고 상대적으로 힘을 적게 받는 부위는 플랜지부의 높이를 낮게 하여 그 내측으로 사출되는 플라스틱 수지몰드의 두께를 조절할 수 있도록 구성될 수도 있다.
그 다음 공정인 피어싱 단계(S40)는 암바디에 결합되는 다른 부품의 체결을 위한 체결공을 형성하는 펀칭공정이며, 이때 기준부에 볼조인트 연결부 성형을 위한 관통부가 가공된다.
그 다음 공정인 볼조인트 연결부 성형 및 마감단계(S50)는 피어싱 단계에서 기준부에 형성된 관통부의 테두리부에 상방향으로 일정 높이 보스부를 돌출시키는 보스부 성형단계(S501)가 수향되는데, 이렇게 보스부를 형성시키는 이유는 암바디의 모재에서 단계별로 증육시켜 일정한 두께와 높이를 갖는 볼조인트 연결부를 형성시키기 위한 돌출 베이스를 제공하기 위함이다.
이와 같이 기준부에 관통부를 형성시키고, 상기 관통부 테두리부에 보스부를 형성시킨 후에 볼조인트 연결부 성형을 위한 다단 드로잉 단계(S502)가 수행된다.
다단 드로잉 단계(S502)는 상하부 다이가 연속 설치된 프레스공정에서 상하부 다이 중 일측 다이에 내경이 점차 줄어드는 부시가 구비되어 상기 보스부 주변의 모재에 압력을 가해 보스부가 형성된 수직방향으로 보스부의 높이를 증대시키면서 일정두께를 갖도록 성형하여 볼조인트가 결합될 수 있는 볼조인트 연결부를 형성시키게 된다.
이와 같이 볼조인트 연결부를 성형한 후 암 바디의 양단 레그부에 중공형 부시파이프를 결합시키는 부시파이프 결합단계(S60)가 이루어지게 된다.
중공형 부시파이프를 양쪽 레그부 말단에 결합시키는 이유는 차체측에 현가암을 고정하기 위한 부시를 결합시키기 위한 것으로, 이는 종래의 현가암과 동일한 공정으로 이루어진다.
한편, 볼조인트 조립단계(S70)는 완성된 볼조인트 연결부 내측으로 미리 준비된 볼조인트, 즉 구형(求刑)의 볼스터드를 강제로 압입시켜 암 바디에 회전가능하게 결합시키는 공정으로, 볼조인트를 결합시키는 공정과 주변부품의 결합 및 후 공정으로 이루어지는 플라스틱수지 인서트 몰딩단계(S80)와 부시파이프에 부시를 압입시켜 조립하는 부시 결합단계(S90)는 종래와 동일하거나 유사한 공정으로 이루어진다.
이상, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가암의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 차량용 현가암에 대해서 바람직한 일 실시예 위주로 설명하였으나, 당업자의 통상의 기술수준에서 본 발명의 기술적 사상의 범위 이내에서 일부 공정을 달리하거나 일부 구성을 추가하는 공정이 더 이루어질 수 있다.
100 : 차량용 현가암 110 : 암바디(arm body)
115 : 플랜지부 116 : 관통부
117 : 보강리브
120 : 기준부 130 : 레그부
140 : 플라스틱수지 몰드 150 : 부시파이프 연결부
160 : 부시파이프 170 : 볼조인트 연결부
200 : 볼조인트
300 : 부시

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 일단에 형성된 기준부를 기준으로 좌우 양측으로 레그부가 형성되어 U형 또는 V형 암바디(arm body)를 성형하기 위해 모재를 가공하는 블랭킹 단계(S10); 블랭킹된 모재를 프레스를 이용하여 1차 형상을 가공하는 포밍단계(S20); 포밍 처리된 모재의 가장자리 부위에 강성향상 및 인서트 사출물의 결합력 향상을 위해 일측 방향으로 일정 높이의 플랜지를 성형하는 플랜징 및 스트라이킹 단계(S30); 차륜에 결합되는 조향너클에 결합되는 볼조인트의 취부를 위해 상기 기준부에 관통부를 형성시키는 피어싱 단계(S40); 상기 피어싱 단계(S40)에서 형성된 상기 관통부의 내주연 및 외주연에 대한 버링가공을 수행하여 볼조인트 연결부의 형상을 성형하는 볼조인트 연결부 성형 및 마감단계(S50); 상기 암바디의 양단 레그부에 차체 또는 프레임에 연결하기 위한 부싱을 체결할 수 있도록 중공형 부시파이프를 결합시키는 부시파이프 결합단계(S60); 형성된 볼조인트 연결부 내측으로 볼조인트를 압입시켜 암바디에 회전가능하게 결합시키는 볼조인트 조립단계(S70); 볼조인트가 조립된 암바디를 사출 금형에 삽입시켜 암바디의 가장자리 내측으로 플라스틱 수지를 사출하는 플라스틱수지 인서트 몰딩단계(S80); 플라스틱수지 인서트 몰딩이 완료된 암 바디를 사출금형에서 분리하여 양단 레그부에 구비된 부시파이프에 부시를 압입시켜 조립하는 부시 결합단계(S90);를 포함하되,
    상기 볼조인트 연결부 성형 및 마감단계(S50)는,
    상기 피어싱 단계(S40)를 통해 형성된 상기 관통부의 가장자리에 일측방향으로 일정 높이의 보스부를 형성시키는 보스부 성형단계(S501)와,
    상기 보스부 성형단계(S501)에서 형성된 보스부의 외주연으로 직경이 점차 줄어드는 중공형 부싱이 다단으로 구비된 다이를 통해 가압하여 수직방향으로 높이를 증대시키면서 일정 두께를 갖도록 증육시켜 볼조인트 체결을 위한 볼조인트 연결부를 암바디에 일체로 성형시키는 다단 드로잉 단계(S501);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 현가암의 제조방법.
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