KR102726948B1 - 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일체형으로 구성된 메인암부재; 및 인서트 사출 공정에 의해 상기 메인암부재의 중단부에 결합되며 상단 일측에 스프링패드부가 일체로 구성되는 스프링패드 일체형 인서트부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암에 관한 것이다.

Description

스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암{Hybrid Rear Lower Arm having Comprehensive Spring Pad}

본 발명은 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암에 관한 것이다.

일반적으로 현가 장치는 쇽업소버(Shock Absober), 스테빌라이져 및 차륜의 너클을 통해 들어오는 차량의 전·후방 하중과 내·외향 하중을 지지하며 강성을 갖는 로어 암(Lower Arm)과 어퍼 암 등으로 구성된다.

상기 로어암은 쇽업소버와 스프링을 지지하며, 바퀴의 너클과 프레임을 연결시키는 링크역할을 수행한다. 따라서 스프링의 불규칙한 반복하중에서 오는 굽힘, 선회시 발생되는 원심력에의한 비틀림 뿐만 아니라 차량의 하중을 지지해야하므로 내구성과 강성이 요구된다.

따라서 종래의 리어 로어암의 제작방법은 리어 로어암 상판과 스프링패드를를 체결한 후, 리어 로어암 하판과 마운팅 부시 파이프와 브라켓을 체결하면서 완성된다.

종래의 리어 로어암 제작방법은 공정수가 많고, 불규칙한 반복하중 또는 충격하중을 받는 스프링 패드를 용접으로 체결함에 따라 균질한 강성을 얻을 수 없다. 또한 작업자의 숙련도에 따라 제품의 질이 좌우되며, 자동용접을 하더라도 제조 불량률이 높은 실정이다.

도 1a 및 도 1b는 종래 리어로어암의 사시도, 도 2는 종래 리어로어암이 장착된 현가장치 사진을 나타낸 것이다. 이러한 종래 리어 로어암은 기본 스틸 또는 알루미늄구조이다. 해당 로어암에 스프링 고정을 위한 스프링패드를 별도로 장착하여 스프링을 고정시키게 된다.

즉, 도 1a, 도 1b 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 리어로어암은 스프링 이탈, 이음 등의 문제를 방지하기 위해 스프링패드가 별도로 장착되며, 이는 제품단가 상승, 별도 조립공정추가, 장착불량 등 여러가지 문제를 발생시킨다.

또한 종래 리어로어암은 프레스 공법을 통한 스틸로어암, 알루미늄 단조공법을 이용한 단조 로어암등이 다수 적용되고 있다.

도 3은 알루미늄 단조 타입 리어로어암 사진, 도 4는 스틸 프레스 타입 리어로어암 사진을 나타낸 것이다.

알루미늄 압출타입의 개발은 거의 없으나 종래 압출타입의 리어로어암은 단순한 사각단면 또는 ㄷ자 단면 등을 적용하고 있다.

도 5a 및 도 5b는 알루미늄 압출타입 리어로어암 사진, 도 6a 및 도 6b는 알루미늄 압출타입 리어로어암의 단면도를 도시한 것이다.

내구성이 가장 중요한 리어로어암을 압출타입으로 제작하는 이유는 원가경쟁력이며, 일반적인 단조, 프레스 공법보다 저렴하게 적용할 수 있다. 단순한 사각형태 및 ㄷ 자 단면을 적용한 리어로어암은 생산공정의 단순화 및 중량절감의 장점이 있다. 하지만 T, L, H 모든 방향에서 집중되는 하중을 견디기에는 강성적 측면에서 불리한 단점이 존재한다.

또한 최근 친환경 차량의 판매량이 늘어나면서 자동차 부품의 경량화가 이슈이다. 하지만 압출타입의 글로벌 프리미엄 OEM 브랜드에서도 압출타입의 리어로어암은 많지 않다. 그 이유는 강성적 측면이 중요하기 때문이다. 일반적인 압출단면으로는 스프링 패드부 지지공간을 확보할 수 없고 강성도 확보할 수 없다.

대한민국 등록특허 제10-1285510호 대한민국 등록특허 제10-1899386호 대한민국 등록특허 제10-0775746호

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 하이브리드 리어로어암 제품에 스프링패드를 일체형 인서트 사출부재를 장착하여 부품수 축소, 공정축소, 불량율 감소 등의 효과를 내는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 알루미늄 리어로어암에 원가를 절감할 수 있는 압출타입을 적용함으로서 강성이 약해지는 단점을 해결하기 위하여 내부에 격벽형태의 보강리브가 일체로 형성된 사각형태의 단면을 구성함으로써 알루미늄 단조, 스틸프레스 제품과 동등한 성능을 발생시키는 것을 목적으로 한다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은 로어암으로서, 일체형으로 구성된 메인암부재; 및 인서트 사출 공정에 의해 상기 메인암부재의 중단부에 결합되며 상단 일측에 스프링패드부가 일체로 구성되는 스프링패드 일체형 인서트부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암으로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 인서트 사출공정은 플라스틱 인서트 사출공정인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 메인암부재는 알루미늄 압출에 의해 제조되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 메인암부재는 알루미늄 압출에 의해 내부에 적어도 하나의 수평리브와 적어도 하나의 수직리브가 일체로 성형되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 메인암부재의 일측끝단에 부시파이프가 결합되고, 타측끝단에 브라켓이 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 메인암부재의 단면은 사각형 4개를 조합한 폐단면 구조를 가지고, 단면 상부측에 3개의 사각형 폐단면, 상부측 3개의 사각형 폐단면의 중앙 하부에 위치되는 1개의 사각형 폐단면을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 암부재의 상단면에는 외측으로 돌출되는 플랜지를 갖고, 상기 플랜지 길이방향을 따라 요철형상이 구비되며, 상기 스프링패드 일체형 인서트부재는 상기 암부재의 측면에 일체화되는 인서트부재의 측면 외면에는 길이방향이 수직방향인 복수의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암에 따르면, 하이브리드 리어로어암 제품에 스프링패드를 일체형 인서트 사출부재를 장착하여 부품수 축소, 공정축소, 불량율 감소 등의 효과를 발생시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 압출 하이브리드 리어로어암에 따르면, 알루미늄 리어로어암에 원가를 절감할 수 있는 압출타입을 적용함으로서 강성이 약해지는 단점을 해결하기 위하여 내부에 격벽형태의 보강리브가 일체로 압출성형된 사각형태의 단면을 구성함으로써 알루미늄 단조, 스틸프레스 제품과 동등한 성능을 발생시킬 수 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 리어로어암의 사시도,
도 2는 종래 리어로어암이 장착된 현가장치 사진,
도 3은 알루미늄 단조 타입 리어로어암 사진,
도 4는 스틸 프레스 타입 리어로어암 사진,
도 5a 및 도 5b는 알루미늄 압출타입 리어로어암 사진,
도 6a 및 도 6b는 알루미늄 압출타입 리어로어암의 단면도,
도 7은 하이브리드 리어 로어암의 사시도,
도 8a은 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암의 사시도,
도 8b은 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암의 우측면도,
도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암의 좌측면도,
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 메인암부재의 사시도,
도 9b 내지 도 9c는 A-A 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 인서트 부재의 사시도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 인서트 부재가 부착된 리어로어암의 사시도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암의 사시도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암의 구성, 기능, 제조방법에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 도 7은 하이브리드 리어 로어암의 사시도를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하이브리드 리어 로어암(10)은 메인암부재(20)와, 메인암부재(20)에 플라스틱 인서트 사출을 적용하여 메인암부재(20)의 중단부에 결합되어 제조되는 인서트부재(30)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 그리고 별도의 스프링패드(31)가 인서트 부재(30) 상단 일측에 별도로 결합되어 구성된다.

도 8a은 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 8b은 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암의 우측면도, 도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암의 좌측면도를 도시한 것이다.

도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암(100)은, 일체형으로 구성된 메인암부재(20)와, 플라스틱 인서트 사출 공정에 의해 메인암부재(20)의 중단부에 결합되는 몸체부(41)와 몸체부(41) 상단 일측에 스프링패드부(42)가 일체로 구성되는 스프링패드 일체형 인서트부재(40)를 포함함을 알수 있다.

즉, 일체형 구조는 메인암부재에 플라스틱 인서트 사출을 적용한 하이브리드 리어로어암에 대하여, 스프링패드부(42)를 인서트 사출 구조와 일체형으로 만들어 적용하여 종래 별도로 장착되는 스프링패드(31)(별물)을 삭제하는 것을 특징으로 한다.

따라서 하이브리드 리어로어암 제품에 스프링패드 일체형 인서트 부재(40)를 장착하여 부품수 축소, 공정축소, 불량율 감소 등의 효과를 발생시킬 수 있다.

도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 메인암부재의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 9b 내지 도 9d는 A-A 단면도를 도시한 것이다. 또한 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 인서트 부재의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 인서트 부재가 부착된 리어로어암의 사시도, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암의 사시도를 도시한 것이다.

도 9a에 도시된 바와 같이, 메인암부재(20)는 암부재(21)와 부시파이프(3)와 브라켓(4)이 결합되어 구성됨을 알 수 있다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 암부재(21)는 알루미늄 압출을 통해 용접없이 일체형으로 제작된다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 암부재(21)는 알루미늄 압출에 의해 내부에 적어도 하나의 수평리브(22)와 적어도 하나의 수직리브(23)가 일체로 성형되게 된다. 즉, 알루미늄 리어로어암에 원가를 절감할 수 있는 압출타입을 적용함으로서 강성이 약해지는 단점을 해결하기 위하여 내부에 격벽형태의 보강리브(22, 23)가 일체로 압출성형된 사각형태의 단면을 구성함으로써 알루미늄 단조, 스틸프레스 제품과 동등한 성능을 발생시킬 수 있게 된다.

이러한 몸체 일체형 내부 보강리브(22,23)의 단면은 도 9b 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 사각형 4개를 조합한 폐구조를 가질 수 있으며, 사각단면 4개를 조합하여 T/L/H 모든 방향에서 인가되는 하중을 견딜 수 있게 됨을 알 수 있다. 도 9c에 도시된 바와 같이, 단면 상부측에 3개의 사각형 폐단면, 상부측 3개의 사각형 폐단면의 중앙 하부에 위치되는 1개의 사각형 폐단면을 가지고 있음을 알 수 있다.

그리고 메인암부재(20)는 이러한 암부재(21)의 일측끝단에 부시파이프(3)가 결합되고, 타측끝단에 브라켓(4)이 결합되게 된다.
또한 도 9a 등에 도시된 바와 같이, 암부재(21)의 상단면에는 외측으로 돌출되는 플랜지를 갖고, 플랜지 길이방향을 따라 요철형상이 구비됨을 알 수 있다.
그리고 도 8c에 도시된 바와 같이, 스프링패드 일체형 인서트부재(40)는 암부재(21)의 측면에 일체화되는 인서트부재(40)의 측면 외면에는 길이방향이 수직방향인 복수의 돌출부가 형성되어 있음을 알 수 있다.

그리고 메인암부재(10)를 제조하고, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 플라스틱 인서트 사출공정을 통해 스프링패드 일체형 인서트 부재(40)를 제조, 결합하게 됨을 알 수 있다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:리어로어암
2:스프링
3:파이프
4:브라켓
10:하이브리드 리어로어암
20:메인암부재
21:암부재
22:수평리브
23:수직리브
30:인서트 부재
31:스프링패드
40:스프링패드 일체형 인서트 부재
41:몸체부
42:스프링패드부
100:스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암

Claims (5)

1. 로어암으로서,
   일체형으로 구성된 메인암부재; 및 인서트 사출 공정에 의해 상기 메인암부재의 중단부를 둘러싸도록 결합되며 상단 일측에 스프링패드부가 일체로 구성되는 스프링패드 일체형 인서트부재;를 포함하고,
   상기 메인암부재는 알루미늄 압출에 의해 제조되며, 상기 메인암부재는 알루미늄 압출에 의해 내부에 적어도 하나의 수평리브와 적어도 하나의 수직리브가 일체로 성형되고,
   상기 메인암부재는 암부재와, 일측끝단에 결합되는 부시파이프와, 타측끝단에 결합되는 브라켓을 포함하며, 암부재는 알루미늄 압출을 통해 용접없이 일체형으로 제작되고,
   상기 메인암부재의 단면은 사각형 4개를 조합한 폐단면 구조를 가지고, 단면 상부측에 3개의 사각형 폐단면, 상부측 3개의 사각형 폐단면의 중앙 하부에 위치되는 1개의 사각형 폐단면을 가지고,
   상기 암부재의 상단면에는 외측으로 돌출되는 플랜지를 갖고, 상기 플랜지 길이방향을 따라 요철형상이 구비되며,
   상기 스프링패드 일체형 인서트부재는 상기 암부재의 측면에 일체화되는 인서트부재의 측면 외면에는 길이방향이 수직방향인 복수의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링패드 일체형 구조를 갖는 하이브리드 리어로어암.
   
   
   
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