KR20090030862A - 차량용 컨트롤 암 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 컨트롤 암 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알루미늄으로 압출성형된 프로파일을 핫에어포밍 공정으로 가공하여 컨트롤 암을 제작함으로써, 프레스성형에서는 가공하기 어려운 복잡한 형상의 가공이 이루어지고, 컨트롤 암의 형상이 단품화되어 이를 구성하는 부품의 개수가 감소함으로써, 각 부품을 생산하는데 필요한 공정 및 금형이 줄어들게 되고, 알루미늄 재질을 사용하여 컨트롤 암의 경량화가 이루어짐으로써, 차량의 연비 및 진동소음 차단성능이 향상되는 차량용 컨트롤 암 및 제조방법에 관한 것이다.

이에 본 발명은 알루미늄 재질로 압출성형된 프로파일을 핫에어포밍 방식으로 성형하는 암바디와 부시로 구성되고, 암바디는 부시홈이 형성된 부시체결부와; 컨트롤 암에 전달되는 진동 및 소음을 감쇄시키는 댐퍼부와; 양쪽으로 중공홀이 형성되는 결합부가 일체로 형성되는 차량용 컨트롤 암 및 제조방법을 제공한다.

컨트롤 암, 일체형, 알루미늄, 압출성형, 부시, 댐퍼, 핫에어포밍

Description

차량용 컨트롤 암 및 제조방법{Control arm for vehicle and manufacturing method}

본 발명은 차량용 컨트롤 암 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알루미늄으로 압출성형된 프로파일을 핫에어포밍 공정으로 가공하여 컨트롤 암을 제작함으로써, 프레스성형에서는 가공하기 어려운 복잡한 형상의 가공이 이루어지고, 컨트롤 암의 형상이 단품화되어 이를 구성하는 부품의 개수가 감소함으로써, 각 부품을 생산하는데 필요한 공정 및 금형이 줄어들게 되고, 알루미늄 재질을 사용하여 컨트롤 암의 경량화가 이루어짐으로써, 차량의 연비 및 진동소음 차단성능이 향상되는 차량용 컨트롤 암 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 컨트롤 암(control arm)은 서스펜션(suspension)의 아래쪽 링크 역할을 하는 것으로서, 형태에 따라 A형, I형 등이 있으며, 가로방향의 힘과 앞뒤 방향의 힘을 받으며, 진동을 차단하여 승차감을 좋게 하는 서스펜션 구성품 중 하나이다.

여기서, 상기 컨트롤 암은 통상 어퍼패널과 로어패널로 이루어지며, 상기 패널에는 응력을 분산시키기 위한 홀이 각각 형성된다.

또한, 컨트롤 암은 서스펜션 암(Suspension Arm)이라고도 불리우며, 볼 조인트, 필로 볼, 부시 등에 의하여 차체 또는 바퀴측에 부착된다.

이러한 종래 컨트롤 암의 문제점을 첨부 도면을 사용하여 살펴보기로 한다.

첨부한 도 1은 종래 차량용 컨트롤 암의 개시도이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 종래 컨트롤 암은 철판재 프레스 성형 및 용접구조로 제작되어 있는바, 덮개(110), 상형암(120), 하형암(140) 및 연결체(130)로 이루어지는 4종의 프레스 부품과 별도로 성형된 부시파이프(100) 를 용접함으로써, 5종의 단품 복합구조로 이루어진다.

또한, 상기 컨트롤 암의 각 부품은 철재를 사용하여 성형되고, 각 부품의 내식성 강화를 위해 전착도장 피막처리가 되어 있다.

여기서, 상기 컨트롤 암은 다수의 부품으로 구성되어, 이에 따른 다수의 금형과 성형공정이 필요하게 됨으로써, 부품성형에 소요되는 비용 및 시간이 과다한 문제점이 있었다.

또한, 각 부품이 철재를 사용하여 제작됨으로써, 상기 컨트롤 암의 중량이 무거워지고, 부품의 결합이 용접방법으로 이루어짐로써, 용접품질의 불량에 의존성이 높아지는 문제점이 있었다.

덧붙여, 철재로 이루어진 컨트롤 암의 내식성 확보를 위해 부가적인 도장처리가 진행됨으로써, 컨트롤 암의 생산비용 및 기간이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 알루미늄 재질로 압출성형된 프로파일을 핫에어포밍 방식으로 성형하는 암바디와 부시로 구성되고, 암바디는 부시홈이 형성된 부시체결부와, 컨트롤 암에 전달되는 진동 및 소음을 감쇄시키는 댐퍼부와, 양쪽으로 중공홀이 형성되는 결합부가 일체로 형성됨으로써, 프레스성형에서는 가공하기 어려운 복잡한 형상의 가공이 이루어지고, 컨트롤 암의 형상이 단품화되어 이를 구성하는 부품의 개수가 감소함으로써, 각 부품을 생산하는데 필요한 공정 및 금형이 줄어들게 되며, 알루미늄 재질을 사용하여 컨트롤 암의 경량화가 이루어짐으로써, 차량의 연비 및 진동소음 차단성능이 향상되는 차량용 컨트롤 암 및 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은

암바디와; 암바디의 부시홈에 장착되는 부시로 구성되는 차량용 컨트롤 암에 있어서,

상기 암바디는 알루미늄 재질로 압출성형된 프로파일을 핫에어포밍 방식으로 성형하여 제작하되,

상기 부시홈이 형성된 부시체결부와;

컨트롤 암에 전달되는 진동 및 소음을 감쇄시키는 댐퍼부와;

양쪽으로 중공홀이 형성되는 결합부;

가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부시홈은 상기 부시가 견고하게 장착되도록 내부에 원통형의 파이프가 삽입 고정되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 실시예에 있어서,

알루미늄 재질을 압출성형하여 직경이 일방향으로 갈수록 순차적으로 변화하는 원통형 프로파일을 제작하는 단계와;

상기 프로파일을 핫에어포밍 방식으로 성형하여, 부시홈이 형성된 부시체결부와; 컨트롤 암에 전달되는 진동 및 소음을 감쇄시키는 댐퍼부와; 양쪽으로 중공홀이 형성되는 결합부가 일체로 형성된 암바디를 제작하는 단계와;

상기 암바디의 부시홈에 파이프를 삽입 고정하고, 부시홈에 삽입된 파이프에 부시를 장착하는 단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 컨트롤 암 및 제조방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 알루미늄으로 압출성형된 프로파일을 핫에어포밍 공정으로 가공하여 컨트롤 암을 제작함으로써, 프레스성형에서는 가공하기 어려운 복잡한 형상의 가공 이 이루어지고,

둘째, 컨트롤 암의 형상이 단품화되어 이를 구성하는 부품의 개수가 감소함으로써, 각 부품을 생산하는데 필요한 공정 및 금형이 줄어들게 되고,

세째, 알루미늄 재질을 사용하여 컨트롤 암의 경량화가 이루어짐으로써, 차량의 연비 및 진동소음 차단성능이 향상되고,

네째, 알루미늄 소재의 높은 내식성 특질로 인해 별도의 외부 전착도장 공정이 삭제됨으로써, 이에 소요되는 시간 및 비용이 절감되는 효과가 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 컨트롤 암의 개시도이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.

도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 암바디(210)의 부시체결부(220)에 형성 된 부시홈(230)에 파이프(240)가 삽입 고정되어 상기 파이프(240)에 원통형 부시(250)가 장착되고, 상기 부시체결부(220)는 진동을 흡수하는 댐퍼부(260) 및 다른 부품과의 연결을 위해 형성된 결합부(270)와 일체로 형성된다.

상기 암바디(210)는 부시(250)가 장착되도록 부시홈(230)이 양쪽으로 형성된 부시체결부(220)와, 상기 부시체결부(220)와 일체로 돌출 형성되어 컨트롤 암(200)의 진동 및 소음을 감쇄시키는 댐퍼부(260)와, 상기 댐퍼부(260)와 일체로 연결되되, 양쪽으로 중공홀(280)이 형성된 결합부(270)로 이루어진다.

여기서, 상기 부시체결부(220)는 일측이 개방된 상태로 4면의 테두리가 일체로 형성되고, 수직방향의 2면에 부시홈(230)이 형성되며, 상기 부시홈(230)은 파이프(240)가 삽입 고정될 수 있을 정도의 직경을 갖는 원형홀로 이루어진다.

또한, 상기 댐퍼부(260)는 상기 부시체결부(220)의 폭이 넓어지는 부위의 상부에 일체로 돌출 형성되고, 이러한 돌출 형상은 원형 단면의 일정한 높이를 갖게 되며, 일정한 높이를 형성하는 부위는 안쪽으로 오목한 형상으로 이루어진다.

그리고, 상기 결합부(270)는 일측에 개방된 상태로 댐퍼부(260)에 일체로 형성되고, 양측면에 컨트롤 암(200)과의 연결부품이 결합되도록 중공홀(280)이 형성된다.

상기 암바디(210)의 중앙 단면은 도 3에서 도시한 바와 같이, 사면이 밀폐 구조로 형성된 대칭형상의 구조로 이루어지고, 상부 돌출단면(300)의 폭은 하부 돌출단면(310)의 폭보다 작게 형성되며, 각 면을 연결하는 모서리부(320)는 완곡한 형상으로 이루어진다.

특히, 상기 구성으로 이루어진 암바디(210)는 알루미늄 재질로 압출성형된 프로파일(400)을 핫에어포밍 공정으로 가공하여 제작됨으로써, 종래 프레스 성형에서 제조하기 어려운 형상의 가공이 가능해지고, 이에 따라 상기 컨트롤 암(200)은 다수의 부품이 일체로 형성된 단품구조로 이루어져, 상기 컨트롤 암(200)을 구성하는 부품의 개수가 줄어들게 된다.

여기서, 상기 핫에어포밍 공정은 제품형상의 구조가 형성된 하형금형에 프로파일(400)을 올려놓은후 프로파일(400) 상부에 고압의 핫에어(100℃)를 분사시켜, 원하는 디자인을 갖는 제품을 성형하는 것으로 진행된다.

덧불여, 상기 암바디(210)는 알루미늄 재질을 사용하여 그 중량이 감소함으로써, 차량의 연비 및 동력성능이 향상되고, 알루미늄의 내식성 특질로 인해 별도의 외부 전착도장 공정이 생략되어 전착도장에 소요되는 시간 및 비용이 절감된다.

상기 핫에어포밍 공정에 의해 성형된 암바디(210)는 부시홈(230)이 형성되는바, 상기 부시홈(230)에는 파이프(240)가 삽입고정되어 부시(250)가 직접 부시홈(230)에 압입되는것 보다 그 체결력이 향상되도록 한다.

또한, 상기 부시홈(230)에 삽입고정된 파이프(240)에는 원통형상의 부시(250)가 장착되어 컨트롤 암(200)을 절연하는 역할을 제공한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 컨트롤 암(200)의 제작과정을 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 컨트롤 암의 제작 공정도이다.

우선, 도 4에서 도시한 바와 같이, 알루미늄 재질을 압출성형하여 중공파이 프 형상의 프로파일(400)을 제작하되, 상기 프로파일(400)은 일방향으로 갈수록 직경이 순차적으로 변화하는 형상으로 이루어짐으로써, 일방향으로 단면폭의 크기가 변화하는 암바디(210)의 후속가공이 용이해지도록 한다.

다음으로, 압출성형에 의해 제작된 프로파일(400)을 핫에어의 분사로 이루어지는 핫에어포밍 공정으로 가공하여 댐퍼부(260) 및 컨트롤 암(200)의 상하편이 일체로 형성된 암바디(210)를 제작한다.

이후, 상기 암바디(210)의 일측에 형성된 부시홈(230)에 파이프(240)를 삽입 고정하고, 이 파이프(240)에 부시(250)를 압입 장착함으로써, 본 발명에 따른 컨트롤 암(200)을 완성하게 된다.

이와 같은 과정으로 컨트롤 암(200)을 완성하는 경우 가공하기 힘든 형상의 성형이 가능해짐에 따라, 다수의 부품이 일체로 단품화된 컨트롤 암(200) 형상을 제작함으로써, 각 부품의 공정 및 금형에 소요되는 시간 및 비용이 줄어들게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 종래 차량용 컨트롤 암의 개시도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 컨트롤 암의 개시도,

도 3은 도 2의 A-A 단면도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 컨트롤 암의 제작 공정도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : 컨트롤 암 210 : 암바디

220 : 부시체결부 230 : 부시홈

240 : 파이프 250 : 부시

260 : 댐퍼부 270 : 결합부

Claims (3)

1. 암바디와; 암바디의 부시홈에 장착되는 부시로 구성되는 차량용 컨트롤 암에 있어서,

   상기 암바디는 알루미늄 재질로 압출성형된 프로파일을 핫에어포밍 방식으로 성형하여 제작하되,

   상기 부시홈이 형성된 부시체결부와;

   컨트롤 암에 전달되는 진동 및 소음을 감쇄시키는 댐퍼부와;

   양쪽으로 중공홀이 형성되는 결합부;

   가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 컨트롤 암.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 부시홈은 상기 부시가 견고하게 장착되도록 내부에 원통형의 파이프가 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 컨트롤 암.
3. 알루미늄 재질을 압출성형하여 직경이 일방향으로 갈수록 순차적으로 변화하는 원통형 프로파일을 제작하는 단계와;

   상기 프로파일을 핫에어포밍 방식으로 성형하여, 부시홈이 형성된 부시체결부와; 컨트롤 암에 전달되는 진동 및 소음을 감쇄시키는 댐퍼부와; 양쪽으로 중공 홀이 형성되는 결합부가 일체로 형성된 암바디를 제작하는 단계와;

   상기 암바디의 부시홈에 파이프를 삽입 고정하고, 부시홈에 삽입된 파이프에 부시를 장착하는 단계;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 컨트롤 암의 제조방법.

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