KR20100107771A - 자동차의 로어암과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 로어암과 그 제조방법에 관한 것으로, 로어암의 보강 필요 부분에 레이저를 조사 후, 냉각하여 마르텐사이트 조직의 보강부(R1,R2)를 형성한다.

따라서, 별도의 보강부재를 용접하지 않고 로어암의 필요 강도를 만족시킬 수 있게 된다.

로어암 보강, 로어암 열처리

Description

자동차의 로어암과 그 제조방법{lower arm of car and manufacturing method thereof}

본 발명은 자동차의 로어암과 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 보강부재를 용접하지 않고도 필요 강도를 확보할 수 있는 자동차의 로어암과 그 제조방법에 관한 것이다.

자동차의 로어암은 휠을 차체에 대해 상하 거동 가능하도록 연결하는 부품으로서 대략 L자형으로 형성되어 앞쪽 단부와 중간 부분의 돌출 단부는 차체의 서브프레임에 부시를 매개로 연결되고, 상기 앞쪽 단부와 중간 부분의 돌출 단부를 잇는 직선에 대해 횡방향으로 돌출된 나머지 한쪽 단부에는 볼조인트를 매개로 휠을 지지하는 캐리어의 하단이 장착된다.

따라서, 상기 로어암에는 자동차의 주행 중 차체 하중과 노면으로부터의 충격 및 조향에 따른 여러 방향의 하중이 작용하는 바, 상기 로어암은 작용 하중에 의한 변형이 발생하지 않도록 고강성이 요구되는 부품이다.

따라서, 종래에는 휠을 지지하는 단부(볼조인트 장착부로서 정확히는 캐리어를 지지)에 연결되는 부분 즉, 장착 상태에서 차량 외측을 향하는 테두리 부분에 보강부재(고강도 강판)를 용접하여 필요 강도를 만족시키는 방법으로 로어암을 제조하였다.

그러나, 상기와 같이 보강부재를 추가 용접함에 따라, 부품수가 증가되고, 공정수가 증가되며, 중량이 증가하는 문제점이 있었으며, 또한 로어암의 두께가 두꺼워져 다른 부품의 조립에 제약을 가하게 되는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 보강부재를 용접하지 않고 필요한 강도를 만족할 수 있도록 된 로어암과 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 로어암은,

몸체에 마르텐사이트 조직의 보강부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 보강부는 로어암의 차량 장착상태에서 휠 지지용 캐리어가 볼조인트를 매개로 장착되는 볼조인트마운팅부와 연결되는 몸체의 외측 테두리 부분인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차의 로어암 제조방법은,

성형이 완료된 로어암의 보강이 필요한 몸체의 외측 테두리 부분에 레이저를 조사하여 오스테나이트 상변태 온도 이상으로 가열하는 가열단계와;

상기 가열단계에서 가열된 로어암을 냉각하여 상기 오스테나이트 조직을 마르텐사이트 조직으로 변태시켜 보강부를 형성하는 냉각단계;

를 포함한다.

또한, 상기 가열단계에서 레이저의 조사는 비활성가스 분위기에서 이루어진다.

상기 비활성가스는 아르곤가스인 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 별도의 보강부재를 용접하지 않고 로어암의 필요 강도를 충족시킬 수 있게 된다.

따라서, 부품수와 공정수가 줄어들어 보다 간편하고 신속하게 로어암을 제조할 수 있게 된다.

또한, 부품수가 줄어든 것에 더하여 로어암을 보다 얇은 두께의 강판으로 제작할 수 있게 되므로 중량이 감소되는 효과가 있다.

또한, 같은 이유로 소비 재료량이 감소하므로 재료비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 종래에 보강부재를 용접하는 것에 비교할 때 공정 특성상 불량 발생의 요인이 적어 불량률이 감소하는 효과가 있다.

또한, 로어암의 두께가 얇아짐으로써 주변 부품과의 간섭이 감소되어 타 부품 조립시 제약 조건이 감소되는 효과가 있다.

이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 로어암의 사시도로서, 로어암은 대략 L형으로 형성되어 양단부 및 중간 절곡부분에서 돌출된 부분에 부시 또는 볼조인트 마운팅부가 형성된다.

즉, 차량 장착 상태에서 전방을 향하는 일측 단부에는 부시가 수직방향으로 삽입되는 수직부시마운팅부(11)가 형성되고, 중간 절곡부분에서 돌출된 부분에는 부시가 수평방향으로 삽입되는 수평부시마운팅부(12)가 형성되며, 차량 장착 상태에서 차체에 대해 차량 외측 방향을 향하는 나머지 한쪽 단부에는 휠 캐리어의 하단에 연결되는 볼조인트가 삽입 지지되는 볼조인트마운팅부(13)가 형성된다.

상기와 같은 구조에 있어서, 본 발명에 따른 로어암은 상기 볼조인트마운팅부(13)와 연결되는 몸체의 외측 테두리 부분(테두리면만을 의미하는 것이 아닌 테두리면에 인접한 부분을 의미한다.)에 마르텐사이트(martensite) 조직의 보강부(R1,R2)가 형성된 것을 특징으로 한다.

즉, 로어암의 차량 장착 상태에서 서브프레임쪽 부분(수직부시마운팅부(11)와 수평부시마운팅부(12)를 연결하는 부분)을 제외하고 차량의 외측 부분을 향하는 테두리 부분(수평부시마운팅부(12)와 볼조인트마운팅부(13)를 연결하는 부분(R1)과, 수직부시마운팅부(11)와 볼조인트마운팅부(13)를 연결하는 부분(R2))에 상기 보강부(R1,R2)가 형성된다.

상기 마르텐사이트 조직은 결정립이 치밀하여 강도와 경도가 우수한 특성을 가지므로 상기 보강부(R1,R2)는 로어암 몸체의 타 부분에 비해 보다 큰 강도를 가지게 된다.

즉, 별도의 보강부재를 추가 용접하지 않고도 로어암의 취약 부분을 보강할 수 있게 된다.

따라서, 로어암 강도 보강을 위해 보강부재를 추가 용접할 필요가 없게 됨으로써 필요 부품수가 감소되고, 공정수가 감소된다.

따라서, 로어암 제조시 재료비용과 부품 관리비용 및 공수 증가에 따른 인건 비용이 절감될 수 있고, 제조에 소요되는 총 시간도 감소된다.

또한, 보강부재가 추가되지 않음으로써 로어암의 중량이 감소되는 효과가 있다.

또한, 동일한 이유에 의하여 로어암의 두께가 감소됨으로써 타 부품과의 간섭이 발생할 여지가 적어 타 부품의 조립에 제약을 주지 않게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 로어암 제조방법을 단계별로 도시한 것이다.

본 발명에 따른 로어암 제조방법은 가열단계(S3)와, 냉각단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 가열단계(S3)의 실시 이전에 선 실시되는 소재절단단계(S1)와, 프레스성형단계(S2)를 포함할 수 있다.

상기 소재절단단계(S1)에서는 열경화능이 우수한 강판을 로어암을 성형하기에 적정한 크기로 절단한다.

열경화능이 우수한 강판을 사용하는 이유는 이후에 실시되는 가열단계(S3)와 냉각단계(S4)를 실시하였을 때 조직이 경화되는 성질(능력)이 우수하여야만 만족할 만한 강도를 구현할 수 있기 때문이다.

열경화능이 우수한 강판 재질의 예로서, 탄소(C) 0.18~0.30wt%, 망간(Mn) 0.5~2.0wt%, 실리콘(Si) 0.5wt% 이하, 황(S) 0.02wt% 이하, 인(P) 0.014wt% 이하, 몰리브덴(Mo) 0.05~0.5wt%, 크롬(Cr) 0.1~0.5wt%, 보론(B) 0.001~0.01wt%, 나머지는 철과 불가피하게 함유되는 불순물로 이루어진 조성을 가지며, 연신률이 20~25%인 합금강을 들 수 있다.

상기 프레스성형단계(S2)에서는 절단된 소재를 프레스장치의 상형과 하형의 사이에 위치시키고 프레싱하여 대략 L형이면서 차량 장착 상태에서 앞쪽과 중간부분과 이에 대해 횡방향으로 돌출된 나머지 한쪽 부분에 각각 수직부시마운팅부(11)와 수평부시마운팅부(12) 및 볼조인트마운팅부(13)가 형성된 로어암의 형상을 완성한다.

이어, 상기 가열단계(S3)에서는 로어암에서 강도가 취약한 부분 즉, 볼조인트마운팅부(13)와 연결되는 몸체의 외측 테두리 부분(테두리면만을 의미하는 것이 아닌 테두리면에 인접한 부분을 의미한다.) 즉, 상기 보강부(R1,R2)를 형성할 부분에 레이저를 조사하여 해당 부분을 오스테나이트(austenite) 상변태 온도 이상으로 가열한다.

레이저 조사는 이산화탄소(CO₂) 레이저 발진기를 사용하여 실시하며, 조사출력은 2.3~2.9kW, 조사속도는 2.5~4m/min 이고, 조사 부위의 즉, 보강부(R1,R2)의 산소접촉으로 인한 표면 산화를 방지하기 위하여 비활성분위기에서 실시한다.

또한, 비활성분위기를 조성하는 가스로는 아르곤(Ar) 가스가 사용된다.

이어, 상기 냉각단계(S4)에서는 가열된 상태의 로어암을 상온까지 냉각하여 상기 오스테나이트 조직을 마르텐사이트 조직으로 변태시킨다. 냉각 방법은 유냉, 공냉 모두 가능하며, 마르텐사이트 조직의 원활한 생성을 위해 급냉하는 것이 바람직하다.

따라서, 로어암에는 마르텐사이트 조직으로 이루어진 보강부(R1,R2)가 형성된다.

상기와 같은 방법에 의해 별도의 보강부재를 용접하지 않고도 필요 강도가 만족되는 로어암을 제조할 수 있게 된다.

그에 따른 효과는 본 발명에 따른 상기 로어암이 제공됨으로써 유발되는 효과와 동일하므로 중복 설명은 생략한다.

특히, 본 발명에 따른 제조방법은 공정의 절차가 간단하여 빠른 속도로 제조가 가능하고, 불량 요인이 적어 불량 발생이 감소되는 효과가 있다.

또한, 로어암의 전체 부분에서 강도 보강이 필요한 부분만 선택적으로 보강할 수 있게 되므로 내구성과 강도를 동시에 만족할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 로어암 자체를 열처리하여 강도를 보강하므로 종래에 비하여 보다 얇은 두께의 강판을 이용하여 로어암을 제조할 수 있게 됨으로써 재료비용을 절감하고, 부품의 중량을 감소시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로어암의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 로어암 제조방법의 각 단계를 순차적으로 도시한 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11 : 수직부시마운팅부 12 : 수평부시마운팅부

13 : 볼조인트마운팅부 R1,R2 : 보강부

Claims (5)

1. 몸체에 마르텐사이트 조직의 보강부가 형성된 자동차의 로어암.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 보강부는 로어암의 차량 장착상태에서 휠 지지용 캐리어가 볼조인트를 매개로 장착되는 볼조인트마운팅부와 연결되는 몸체의 외측 테두리 부분인 것을 특징으로 하는 자동차의 로어암.
3. 성형이 완료된 로어암의 보강이 필요한 몸체의 외측 테두리 부분에 레이저를 조사하여 오스테나이트 상변태 온도 이상으로 가열하는 가열단계와;

   상기 가열단계에서 가열된 로어암을 냉각하여 상기 오스테나이트 조직을 마르텐사이트 조직으로 변태시켜 보강부를 형성하는 냉각단계;

   를 포함하는 자동차의 로어암 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 가열단계에서 레이저의 조사는 비활성가스 분위기에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 로어암 제조방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 비활성가스는 아르곤가스인 것을 특징으로 하는 자동차의 로어암 제조방법.

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