KR20070105142A

KR20070105142A - 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암

Info

Publication number: KR20070105142A
Application number: KR1020060037225A
Authority: KR
Inventors: 이우식; 김대업; 이우일; 박병철
Original assignee: 현대모비스 주식회사; 주식회사화신
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2007-10-30
Also published as: KR100794131B1

Abstract

본 발명은 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암에 관한 것으로, 컨트롤암을 알루미늄 재질로 용접이 없이 압출 성형해 용접에 따른 품질 저하를 없애면서 부품 경량화를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 알루미늄 재질의 컨트롤암(1)이,

전체적인 형상을 이루도록 외곽 테두리를 형성하면서 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공(3)이 형성된 소정 높이로 돌출된 테두리부(2)가 형성되고,

상기 테두리부(2)에서 안쪽으로 경사지게 연장되면서 그 내부가 속이 빈 폐 단면 공간인 제2중공을 이루도록 연결부(4)가 연장 형성되며,

상기 연결부(4)에 일체로 형성되면서 새시스프링이 안착되도록 넓게 형성되는 안착부(8)가 형성되고,

상기 안착부(8)에 비해 상대적으로 좁은 폭을 이루도록 안착부(8)의 양 측면에서 연장되면서 테두리부(2)의 양 쪽 끝단부위를 이루어 서브프레임과 너클부위에 각각 체결되는 체결단(A,B)을 형성하는 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암{Aluminum control arm for suspension in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 재질 컨트롤암의 내구 해석 결과표

도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 재질 컨트롤암의 모듈 정강도 해석 결과표

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 컨트롤암 2 : 테두리부

2a : 아우터테두리 2b : 인너테두리

3 : 제1중공 4 : 연결부

5 : 제1압출연장단 6 : 제2압출연장단

7 : 제2중공 8 : 안착부

9 : 부시

A : 프레임체결단 B : 너클체결단

a : 밀착접촉부

본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄 재질 컨트롤암을 이용한 차량용 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 주행 중 차량이 노면의 불균일로부터 소음을 수반하는 진동을 받게 되면서 차체가 흔들리는 현상을 방지하는 현가장치는 스프링과 쇽업소버(Shock Absober) 및 스테빌라이져 등으로 구성되어, 대체로 스프링상수와 댐핑력 및 차고조종의 3가지 기능을 주로 하면서 차량의 승차감과 안정성을 개선하는 역할을 한다.

이와 같은 현가장치를 구성하는 구성 요소 중 주요 부품중 하나인 컨트롤암은 차량 조립 시, 한 부위는 볼 조인트를 매개로 조향 너클에 연결되고 다른 부위는 부시와 함께 축을 매개로 하여 프레임에 연결되며, 이와 같이 조립되는 컨트롤암은 자동차의 주행시 바퀴로부터 여러 방향으로 동시에 힘이 전달되어져 내구성이 요구되는 부품임은 물론이다.

이에 따라, 통상 상기 컨트롤암은 차륜의 너클을 통해 들어오는 차량의 전·후방 하중뿐만 아니라 내·외향 하중을 지지하도록 강성을 갖는 강(Steel)재질로 이루어지게 된다.

그러나, 이와 같은 강 재질 컨트롤암은 철재 판재를 4종의 프레스 부품 단품과 부시를 별도로 제작한 후 서로간에 용접되는 5종의 단품 복합 구조를 이루므로, 다수의 금형과 성형공정이 필요함은 물론 용접 품질에 따른 품질 불량 의존성이 높은 한계가 있가.

또한, 철재의 특성상 중량이 무겁고 부품의 내식성 확보를 위해 전착도장 피막처리를 해야 만 되어, 작업 공정이 증가되는 취약성이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 컨트롤암을 알루미늄 재질로 용접이 없이 압출 성형해 용접에 따른 품질 저하를 없애면서 부품 경량화를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 알루미늄 압출 프로파일을 이용해 압출 성형하는 압출 성형 공법으로 제조되는 컨트롤암에 있어서,

전체적인 형상을 이루도록 외곽 테두리를 형성하면서 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공이 형성된 소정 높이로 돌출된 테두리부가 형성되고,

상기 테두리부에서 안쪽으로 경사지게 연장되면서 그 내부가 속이 빈 폐 단면 공간인 제2중공을 이루도록 연결부가 연장 형성되며,

상기 연결부에 일체로 형성되면서 새시스프링이 안착되도록 넓게 형성되는 안착부가 형성되고, 상기 안착부에 비해 상대적으로 좁은 폭을 이루도록 안착부의 양 측면에서 연장되면서 테두리부의 양 쪽 끝단부위를 이루어 서브프레임과 너클부위에 각각 체결되는 프레임·너클 체결단을 형성

하는 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 연결부가 속인 빈 폐 단면인 제2중공을 형성하도록 테두리부에서 일체로 압출 성형되는 제2압출연장단에 간격을 두고 압출 성형되는 제1압출연장단에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 프레임·너클체결단이 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공을 형성하는 테두리부의 아우터·인너테두리가 서로 밀착된 밀착접촉부를 형성하면서 이루는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 재질 컨트롤암을 이용한 차량용 현가장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 물성이 가장 안정적이고 높은 알루미늄 재질을 압출된 프로파일로 압출 후 적정 길이로 잘라 프레스 성형하는 압출 성형 공법으로 제조되는 컨트롤암(1)이,

상기 안착부(8)에 비해 상대적으로 좁은 폭을 이루도록 안착부(8)의 양 측 면에서 연장되면서 테두리부(2)의 양 쪽 끝단부위를 이루어 서브프레임과 너클부위에 각각 체결되는 체결단(A,B)을 형성하는 구조를 이루게 된다.

여기서, 상기 테두리부(2)는 도 2에 도시된 바와 같이 소정 높이로 돌출되어 두께를 형성하도록 그 높이 방향을 따라 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공(3)을 형성하고, 상기 연결부(4)는 테두리부(2)에서 일체로 압출 성형되는 제2압출연장단(6)에 간격을 두고 압출 성형되는 제1압출연장단(5)에 의해 속인 빈 삼각형상 폐 단면인 제2중공(7)을 형성하며,

상기 안착부(8)는 연결부(4)로부터 일체로 압출 성형되는 제2압출연장단(6)과 제1압출연장단(5)이 서로 겹쳐지면서 서로간에 틈이 형성되지 않는 밀착접촉부(a)를 형성하게 된다.

또한, 상기 프레임·너클체결단(A,B)은 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공(3)을 형성하도록 압출 성형되는 아우터·인너테두리(2a,2b)로 형성된 테두리부(2)의 길이 방향 연장 양 끝단이 서로 밀착된 밀착접촉부(a)를 형성하게 되고, 상기 밀착접촉부(a)를 형성하는 아우터·인너테두리(2a,2b)를 매개로 압입 고정되는 부시(9)에 대한 강한 고정력을 확보하게 된다.

즉, 상기 프레임체결단(A)이 테두리부(2)를 이루는 아우터·인너테두리(2a,2b)가 서로 밀착되는 구조를 이루므로, 부시(9)가 단순히 압입 고정되더라도 상기 아우터·인너테두리(2a,2b)에 의한 접촉면적이 증가됨에 따라 충분한 부시이탈력(이는 컨트롤암에 압입 고정된 부시에 대해 컨트롤암으로부터 빠져나가는 최저 하중에 대한 시험으로서, 통상적으로 최소 9.8kN 이상이어야 함)을 만족하게 된다.

이는, 압입되는 부시(9)의 체결력 향상을 위해 시키기 위한 별도의 외철 파이프가 필요 없게 됨은 의미함은 물론이다.

이와 같이 속이 빈 폐단면 공간(3,7)을 형성하도록 압출 성형되는 알루미늄 재질의 컨트롤암(1)은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 요구 사양을 충분히 만족하게 되며, 이때 컨트롤암(1)의 재질은 한 예로 A6082로서, 그 물적 특성은 E : 7400, v : 0.33, P : 8.0E-10, YS(true) : 29.7, UTS(true) : 36.1이며, 이와 같은 재질을 이용할 때 컨트롤 암(1)의 경량화 효과 40%를 달성하게 된다.

즉, 이와 같은 컨트롤암(1)에 대한 내구해석을 나타낸 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 모든 방향에서 요구되는 내구하중에 대한 성능이 충분히 만족함은 물론, 상기 컨트롤암(1)에 대한 모듈 정강도 해석을 나타낸 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 모든 방향에서 요구되는 정강도 하중에 대한 성능이 충분히 만족함을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 알루미늄 재질을 압출 성형함에 따라 성능은 저하되지 않고서도 약 40%의 중량 감소는 물론 경량화에 따른 차량의 연비 향상과 현가장치의 경량화에 따른 NVH 특성도 향상되는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 컨트롤 암이 1종의 알루미늄 압출 프로파일을 이용해 압출 성형하므로 부품수가 크게 줄어들어 공정과 그에 따른 금형의 수가 줄어들므로 제조 공정이 단순화되는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 컨트롤암에 압입 고정되는 부시를 위한 별도의 파이프가 없이도 충분한 부시 고정력을 유지하므로, 부시 압입을 위한 별도의 파이프 용접 공정이 필요치 않는 효과가 있게 된다.

Claims

알루미늄 압출 프로파일을 이용해 압출 성형하는 압출 성형 공법으로 제조되는 컨트롤암에 있어서,

전체적인 형상을 이루도록 외곽 테두리를 형성하면서 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공(3)이 형성된 소정 높이로 돌출된 테두리부(2)가 형성되고,

상기 테두리부(2)에서 안쪽으로 경사지게 연장되면서 그 내부가 속이 빈 폐 단면 공간인 제2중공(7)을 이루도록 연결부(4)가 연장 형성되며,

상기 연결부(4)에 일체로 형성되면서 새시스프링이 안착되도록 넓게 형성되는 안착부(8)가 형성되고,

상기 안착부(8)에 비해 상대적으로 좁은 폭을 이루도록 안착부(8)의 양 측면에서 연장되면서 테두리부(2)의 양 쪽 끝단부위를 이루어 서브프레임과 너클부위에 각각 체결되는 체결단(A,B)을 형성하는 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암.
청구항 1에 있어서, 상기 제1중공(3)은 테두리부(2)의 높이 방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암.
청구항 1에 있어서, 상기 연결부(4)는 속인 빈 폐 단면인 제2중공(7)을 형성하도록 테두리부(2)에서 일체로 압출 성형되는 제2압출연장단(6)에 간격을 두고 압출 성형되는 제1압출연장단(5)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암.
청구항 3에 있어서, 제2중공(7)은 삼각형상 폐 단면인 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암.
청구항 3에 있어서, 상기 제2압출연장단(6)과 제1압출연장단(5)이 서로 겹쳐지면서 서로간에 틈이 형성되지 않는 밀착접촉부(a)를 형성하면서 안착부(8)를 이루는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암.
청구항 1에 있어서, 상기 프레임·너클체결단(A,B)은 속이 빈 공간인 폐 단면으로 제1중공(3)을 형성하는 테두리부(2)의 아우터·인너테두리(2a,2b)가 서로 밀착된 밀착접촉부(a)를 형성하면서 이루는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 컨트롤암.