KR20200079030A - 차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암 및 상기 컨트롤 암의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 차량 현가장치를 구성하는 하이브리드 형태의 컨트롤 암은 기본 강성을 유지하기 위한 금속 재질의 플레이트; 및 상기 플레이트의 외부면을 덮도록 플라스틱 수지와 유리 섬유로 이루어진 복합재;를 포함하고, 상기 플레이트는 플레이트 바디 및 상기 플레이트 바디 상에 용접 결합된 볼 조인트를 포함하고, 상기 컨트롤 암은 금형 내에 상기 볼 조인트가 결합된 플레이트가 인서트된 상태에서 상기 플레이트 바디와 볼 조인트 간의 용접 결합 부위를 포함한 상태에서 상기 복합재를 사출 성형 방식으로 결합하고, 상기 플레이트와 복합재의 결합면 사이에는 표면 처리를 통해 형성된 기공을 통해 결합력이 증대되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암 및 상기 컨트롤 암의 제조 방법에 관한 것으로서, 기본 강성을 유지하기 위하여 고장력 강판 재질을 갖는 스틸 플레이트를 내부에 배치한 상태에서, 상기 스틸 플레이트의 외면을 덮도록 플라스틱 수지와 유리 섬유를 포함하는 복합재를 이용하여 결합한 형태의 컨트롤 암 기술에 관한 것이다.
주행 중 차체의 진동 현상을 방지하는 현가 장치는 스프링, 쇽업소버 및 스테빌라이져 등을 포함한 상태에서 차량의 승차감과 안정성을 개선하는 역할을 한다.
컨트롤 암은 차량 휠의 움직임을 조절하는 역할을 하는 부재로서, 볼 조인트, 필로 볼·고무 부시 등에 의하여 보디 또는 차축에 부착된다. 컨트롤 암은 A자 모양의 A암, I자 모양의 I암 등이 있으며, 강판을 압축하여 만든 것이 대다수이지만, 단조를 이용하여 생산되는 경우도 있다. 컨트롤 암의 종류 중에서, 상하 한 쌍으로 되어 있는 암에서 상부에 있는 것을 어퍼 암이라고 하고 하부에 있는 것을 로어 암이라고 한다.
컨트롤 암은 차량 조립 시에 일측 부위는 볼 조인트를 매개로 조향 너클에 연결되고 타측 부위는 부시와 함께 축을 매개로 하여 프레임에 연결되고, 상기의 조립 구조를 갖는 컨트롤 암은 자동차의 주행 시에 바퀴로부터 여러 방향으로 동시에 힘이 전달되어져 내구성이 요구된다.
기존의 한국공개특허 제10-2004-0106110호(현가장치의 컨트롤 암 구조)를 참조하면, 컨트롤 암의 중량을 절감할 수 있는 현가장치의 컨트롤 암 구조로서 차축과 차체를 연결하고, 주행 중에 노면의 진동과 충격을 흡수하여 승차감과 선회 안정성을 높이기 위한 기술적 내용을 제공하지만, 기존의 강판에 플라스틱 재질 등을 부가하여 전체적인 중량을 저감한 상태의 컨트롤 암을 제공하는 방안에 대해서는 구체적으로는 개시하지 않는다는 점에서 한계가 있다.
(특허문헌 1) KR 10-2004-0106110 A
본 발명에서는 기본 강성을 유지하기 위하여 고장력 강판 재질을 갖는 스틸 플레이트와 상기 스틸 플레이트 상에 용접 결합된 볼 조인트를 금형 내부에 배치한 상태에서, 스틸 플레이트 상에 용접된 볼 조인트 소켓을 포함한 상태에서 전체적으로 덮도록 플라스틱 수지와 유리 섬유를 포함하는 복합재를 이용하여 하이브리드 방식으로 결합한 형태의 컨트롤 암을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는 고장력 강판 재질을 갖는 스틸 플레이트 및 상기 스틸 플레이트 상에 용접 결합된 볼 조인트를 금형 내에 인서트 형식으로 배치한 상태에서, 상기 스틸 플레이트와 볼 조인트의 결합 부위 및 상기 스틸 플레이트 상에 복합재를 사출 성형하는 방식으로 제작하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 차량 현가장치를 구성하는 하이브리드 형태의 컨트롤 암은 기본 강성을 유지하기 위한 금속 재질의 플레이트; 및 상기 플레이트의 외부면을 덮도록 플라스틱 수지와 유리 섬유로 이루어진 복합재;를 포함하고, 상기 플레이트는 플레이트 바디 및 상기 플레이트 바디 상에 용접 결합된 볼 조인트를 포함하고, 상기 컨트롤 암은 금형 내에 상기 볼 조인트가 결합된 플레이트가 인서트된 상태에서 상기 플레이트 바디와 볼 조인트 소켓 간의 용접 결합 부위를 포함한 상태에서 상기 복합재를 사출 성형 방식으로 결합하는 것을 특징으로 한다.
상기 플레이트의 내측면 상에는 상기 복합재를 통해 다수의 리브가 격자 모양 또는 곡선 형태로 배열되어져 응력 집중을 방지한다.
상기 플레이트는, 상기 플레이트의 기본적인 골격을 이루는 플레이트 바디(110), 상기 플레이트 바디(110)의 양측 가장자리에서 수직한 방향으로 연장되는 플레이트 날개(120), 상기 플레이트 바디(110)의 내측면 상에 볼록하게 형성되는 플레이트 코어(130), 상기 플레이트 바디(110)의 일측단 상에 배치되는 제1 부싱 결합부(140), 상기 플레이트 바디(110)의 측부 상에 배치되는 제2 부싱 결합부(150), 상기 플레이트 바디(110)의 타측단 상에 배치되는 볼 조인트 소켓 결합부(160) 및 상기 제1,2 부싱 결합부(140,150) 상에 각각 결합되는 복수의 부시(170,180) 및 상기 볼 조인트 소켓 결합부(160) 상에 결합되는 볼 조인트(190)를 포함한다.
상기 플레이트 바디(110)는 상기 플레이트 바디(110)의 길이 방향을 따라서 그 상하면을 관통하도록 형성되는 복수의 중량 저감홀(111) 및 상기 복수의 중량 저감홀(111)과 플레이트 코어(130) 사이에 형성되는 복합재 결합홀(113)을 포함한다.
상기 복합재는, 상기 플레이트 바디(110)의 상하면 상에 결합되는 메인 복합재(210), 상기 플레이트 날개(120)를 감싸는 동시에 상기 메인 복합재(210)에 연결되는 서브 복합재(220), 상기 메인 복합재(210) 상에서 마주보는 한쌍의 서브 복합재(220) 간을 상호 연결하는 구조의 제1 리브 복합재(240), 및 상기 제1,2 부싱 결합부(140,150) 중 어느 하나의 부싱 결합부와 상기 한쌍의 서브 복합재(220) 중 하나의 서브 복합재 간을 상호 연결하는 구조의 제2 리브 복합재(250)를 포함한다.
상기 제1,2 부싱 결합부(140,150)를 이루는 관통된 내면은 상기 복합재가 미도포된 상태로 노출된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따른 컨트롤 암을 제조하는 방법은, 기본 강성을 유지하기 위하여 고장력 강판인 플레이트를 준비하는 단계; 상기 플레이트 상에 상기 볼 조인트의 소켓 엔드를 결합하는 단계; 상기 플레이트를 금형 상에 인서트한 상태에서 복합재를 상기 플레이트와 볼 조인트 간의 용접 결합 부위를 포함한 상태에서 사출 형성 방식으로 공급하여 인서트 사출을 진행하는 단계; 및 상기 플레이트를 이루는 복수의 부싱 결합부 상에 부시를 각각 결합하는 단계;를 포함하고, 상기 인서트 사출 진행 단계는, 스틸로 이루어진 플레이트의 전체 외부면을 덮도록 플라스틱 수지와 유리 섬유로 이루어진 복합재를 결합하여 하이브리드 접합 방식으로 제작한다.
상기 플레이트 상에 상기 볼 조인트의 소켓 엔드를 결합하는 단계는, 상기 볼 조인트의 소켓 엔드와 상기 플레이트의 볼 조인트 결합부 간의 복수의 용접 지점을 용접하거나 필렛 용접을 수행한다.
상기 복합재는 PA66 또는 POM+G/F 이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암은 고장력 강판 재질을 갖는 스틸 플레이트를 내부에 배치하여 기본 강성을 유지하게 하는 동시에, 용접된 볼 조인트 소켓을 포함한 상태에서 스틸 플레이트를 금형 내에 배치한 상태에서 인서트 몰딩 방식으로 플라스틱 수지와 유리 섬유를 포함하는 복합재를 스틸 플레이트 상에 용접된 볼 조인트 소켓을 포함한 상태에서 전체적으로 스틸 플레이트를 덮도록 하이브리드 방식으로 결합하는 방식을 통해 전체적으로 무게를 감소시켜 경량화를 기하게 하고, 간이한 생산 방식을 가능하게 한다.
본 발명은 볼 조인트 소켓의 용접된 부위에 대해서 인서트 몰딩을 수행하는 것으로서, 기존의 볼팅 결합을 위한 홀 생성을 제거하고 사출 성형 시에 인서트 구조의 강도가 증대되면서 안정적으로 몰드에 고정할 수 있는 제조상의 이점이 있다.
용접 지점은 3곳 이상의 복수의 지점 또는 접촉 둘레의 필렛 용접으로 진행한다.
볼 조인트 소켓은 몰드 기준 가동측인 스틸 플레이트의 내측 상에 용접한다.
본 발명은 복합재 결합 아암과 볼 조인트의 결합을 위한 볼트 및 너트 등의 체결 부품 삭제 및 조립 공정이 제거되어 제조 원가가 저감되는 한편, 볼팅 시에 너트 체결면부의 스틸제인 너트 재질 대비 기계적 강도가 약한 복합재 구조물의 파손을 방지하거나 제품 사용 환경에서 볼 조인트를 고정하기 위한 적정한 조임력을 유지하기가 어려워 복합재 아암과 볼 조인트의 분리되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 차량 하중을 고려하여 스틸 플레이트의 내부면 상에 복합재로 이루어진 다수의 리브가 격자 모양 또는 곡선 형태로 배열되어 있어 응력이 집중되지 않도록 설계되어 있으며, 이는 차량의 하중별로 위치 및 수량이 변경될 수 있다.
본 발명은 스틸 플레이트를 이루는 부싱 결합부 상에 부싱을 결합하는 과정에서, 상기 부싱 결합부의 내면 상에 별도의 복합재를 코팅하지 않은 상태로 유지하게 한다. 즉, 스틸 플레이트 중 부싱이 결합되는 부위는 내측면의 스틸이 노출되도록 복합재를 코팅 성형한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 금속 재질의 플레이트에 볼 조인트가 결합된 상태의 컨트롤 암을 보이는 상부 방향 사시도를 보인다.
도 2는 도 1의 컨트롤 암을 하부 일측 방향에서 바라본 사시도를 보인다.
도 3은 플레이트와 볼 조인트 간의 용접 결합 부위를 포함한 상태에서 복합재를 사출 성형 방식으로 결합한 상태의 컨트롤 암을 보이는 상부 방향 사시도를 보인다.
도 4는 도 3의 컨트롤 암을 하부 일측 방향에서 바라본 사시도를 보인다.
도 5는 도 4 상에서 볼 조인트 및 부시가 분리된 상태의 사시도를 보인다.
도 6은 본 발명에 따라 차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암의 제조 방법을 보인다.
도 2는 도 1의 컨트롤 암을 하부 일측 방향에서 바라본 사시도를 보인다.
도 3은 플레이트와 볼 조인트 간의 용접 결합 부위를 포함한 상태에서 복합재를 사출 성형 방식으로 결합한 상태의 컨트롤 암을 보이는 상부 방향 사시도를 보인다.
도 4는 도 3의 컨트롤 암을 하부 일측 방향에서 바라본 사시도를 보인다.
도 5는 도 4 상에서 볼 조인트 및 부시가 분리된 상태의 사시도를 보인다.
도 6은 본 발명에 따라 차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암의 제조 방법을 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암은 내부에 기본 강성을 유지하기 위한 자동차용 고장력 강판제의 스틸 플레이트가 삽입되어 있으며, 상기 스틸 플레이트의 전체 외부면을 덮도록 플라스틱 수지와 유리 섬유로 이루어진 복합재가 감싸고 있는 하이브리드 형태의 구조를 제공한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암을 설명한다.
컨트롤 암은 기본 강성을 유지하기 위한 금속 재질의 플레이트(100) 및 상기 플레이트의 전체 외부면을 덮도록 플라스틱 수지와 유리 섬유로 이루어진 복합재(200)를 포함하는 하이브리드 형태의 구조를 갖는다.
상기 컨트롤 암은 금형 내에 플레이트가 인서트된 상태에서 복합재를 사출 성형 방식으로 결합하고, 플레이트와 복합재의 결합면 사이에는 표면 처리를 통해 형성된 기공을 통해 결합력이 증대된다.
상기 플레이트는 자동차용 열연 고장력 강판(STEEL PLATE)으로서 SAPH 또는 SPFH를 채용한다.
상기 플레이트 상에 용접 결합되는 부싱 결합부는 STKM 또는 S20C일 수 있다.
상기 복합재는 플레이트의 내측면 상에 다수의 리브 형상으로 구현되는데, 구체적으로는 격자 모양 또는 곡선 형태로 배열되어져 응력 집중을 방지한다. 즉,플레이트의 내측면은 차량 하중을 고려하여 다수의 리브가 배열되는데, 상기의 배열은 차량의 하중 별로 위치 및 수량이 변경될 수 있다.
상기 복합재는 PA66 + GLASS FIBER 또는 POM+GLASS FIBER 일 수 있다.
상기 플레이트(100)는, 기본적인 골격을 이루는 플레이트 바디(110), 플레이트 바디(110)의 양측 가장자리에서 수직한 방향으로 연장되는 플레이트 날개(120), 플레이트 바디(110)의 내측면 상에 볼록하게 형성되는 플레이트 코어(130), 플레이트 바디(110)의 일측단 상에 배치되는 제1 부싱 결합부(140), 플레이트 바디(110)의 측부 상에 배치되는 제2 부싱 결합부(150), 플레이트 바디(110)의 타측단 상에 배치되는 볼 조인트 소켓 결합부(160), 제1,2 부싱 결합부(140,150) 상에 각각 결합되는 복수의 부시(170,180) 및 볼 조인트 소켓 결합부(160) 상에 결합되는 볼 조인트(190)를 포함한다.
본 발명 상에서 제2 부싱 결합부(150) 및 제1 부싱 결합부(140)는 각각 프론트 부시 인근 지역 및 리어 부시 인근 지역을 나타내고, 플레이트 코어(130)는 프론트 부시와 리어 부시 사이의 지역에서 내측으로 돌출된 영역을 나타낸다.
상기 플레이트 바디(110)는 플레이트 바디(110)의 길이 방향을 따라서 그 상하면을 관통하도록 형성되는 복수의 중량 저감홀(111) 및 복수의 중량 저감홀(111)과 플레이트 코어(130) 사이에 형성되는 복합재 결합홀(113)을 포함한다.
복수의 중량 저감홀(111)은 상기 플레이트 바디(110) 상에서 볼 조인트 소켓 결합부(160)로부터 순차적으로 이격된다. 예시적으로, 상기 복수의 중량 저감홀(111)은 볼 조인트 소켓 결합부(160)로부터 제1 거리 이격된 제1 중량 저감홀(111a), 제1 중량 저감홀(111a)에서 제2 거리 이격된 제2 중량 저감홀(111b), 제2 중량 저감홀(111b)에서 제3 거리 이격된 제3 중량 저감홀(111c) 및 제3 중량 저감홀(111c)에서 제4 거리 이격된 제4 중량 저감홀(111d)를 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 제1 내지 제4 거리는 동일하거나 상이할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은 중량 축소를 위하여 다수의 중량 저감홀을 생성한 위상 최적 설계를 실시한다.
한편, 바람직하게는 복수의 중량 저감홀(111)은 제1 중량 저감홀(111a)에서 제4 중량 저감홀(111d)로 갈수록 점점 그 직경이 증가하는 것일 수 있다. 즉, 볼 조인트 소켓 결합부(160)에서 시작하여 제1 부싱 결합부(140) 방향으로 갈수록 점점 중량 저감홀의 직경이 커지는 형태일 수 있다.
복합재 결합홀(113)은 플레이트 바디(110)의 양면 상에 결합되는 복합재가 완전히 메꾸는 방식을 통해서, 복합재의 안정적인 결합을 가능하게 한다. 상기 복합재 결합홀(113)은 복수의 중량 저감홀(111) 중 임의의 중량 저감홀의 직경보다 작게 형성된다. 즉, 복합재 결합홀(113)은 플레이트 바디(110)의 중량을 줄이는 목적이 아니라 플레이트 코어(130)를 통한 결합재의 결속을 강화하는 기능을 주로 하는 것이다.
상기 복합재는, 플레이트 바디(110)의 상하면 상에 결합되는 메인 복합재(210), 플레이트 날개(120)를 감싸는 동시에 상기 메인 복합재(210)에 연결되는 서브 복합재(220), 메인 복합재(210) 상에서 마주보는 한쌍의 서브 복합재(220) 간을 상호 연결하는 구조의 제1 리브 복합재(240), 제1,2 부싱 결합부(140,150) 중 어느 하나의 부싱 결합부와 서브 복합재(220) 중 하나의 서브 복합재 간을 상호 연결하는 구조의 제2 리브 복합재(250) 및 제4 중량 저감홀(111d)과 제2 부싱 결합부(150) 간에 배치되는 살빼기 성형부(260)를 포함한다.
제1 리브 복합재(240)는 복수의 중량 저감홀(111)을 거치지 않은채 마주보는 한쌍의 서브 복합재(220) 간을 연결하는 직접 연결 리브(241) 및 복수의 중량 저감홀(111)을 거친 채 마주보는 한쌍의 서브 복합재(220) 간을 연결하는 간접 연결 리브(243)를 포함한다.
제2 리브 복합재(250)는 플레이트 바디(110)의 길이 방향을 따라 제1 부싱 결합부(140)에서 제4 중량 저감홀(111d)에 이르도록 돌출 형성되는 돌출 리브(251) 및 돌출 리브(251)와 마주보는 양측 서브 복합재(220) 중 어느 하나의 서브 복합재 간을 연결하는 보강 리브(253)를 포함한다.
상기 돌출 리브(251)는 제1 부싱 결합부(140)에서 제4 중량 저감홀(111d)에 이르는 플레이트 바디(110)의 영역을 분리하는 기능을 한다. 즉, 구체적으로는 플레이트 바디(110)의 내측면 상에 볼록하게 형성된 플레이트 코어(130) 상의 영역을 분리한다.
상기 보강 리브는 전체적으로 지그재그 형상으로 이루어지고, 마주보는 양측 서브 복합재(220) 사이의 영역 중에서 상기 보강 리브(253)가 위치한 영역이 더 크게 형성된다. 즉, 구체적으로는 돌출 리브(251)를 기준으로 일측 상에 보강 리브(253)가 위치하고, 타측 상에는 별도의 리브가 존재하지 않는 구조일 수 있다.
상기 제1,2 부싱 결합부(140,150)를 이루는 관통된 내면은 상기 복합재가 미 도포된 상태로 노출된다. 제1,2 부싱 결합부(140,150)는 원통 형상의 튜브가 용접 결합된 상태를 가지며, 이를 통해 상기 튜브 상에 원통 형상을 갖는 부싱의 결합을 가능하게 한다.
볼 조인트 소켓 결합부(160)는 플레이트 바디(110)의 끝단부에 해당하는 것으로서 볼 스터드를 구비한 볼 조인트(190)의 결합을 가능하게 한다.
안착홈(161)은 플레이트 바디(110)의 끝단부 중앙 지점 상에 반원 형상과 같이 함몰된 형태로 이루어진다. 볼 조인트(190)는 볼 스터드를 감싸는 구조인 소켓(191) 및 상기 소켓(191)의 외면으로부터 연장된 소켓 엔드(193)를 포함하고, 상기 소켓 엔드(193)는 볼 조인트 소켓 결합부(160) 상에 용접을 통해 결합된다.
소켓 엔드(193)를 볼 조인트 소켓 결합부(160)에 용접하는 경우에 소켓 엔드(193)의 3곳 이상의 지점을 용접하거나 또는 소켓 엔드(193)와 볼 조인트 소켓 결합부(160)가 접촉하는 부위를 따라 필렛 용접을 수행한다.
여기에서, 소켓 엔드(193)는 플레이트 바디(110)의 내측에 용접하는 것일 수 있다. 즉, 몰드 금형 기준 가동측 상에 용접을 진행한다.
볼 조인트(190)의 소켓 엔드(193)를 스틸 재질인 플레이트 바디(110)에 용접하여 결합시킨 후, 소켓 엔드(193)까지 포함된 상태로 인서트 사출을 한다.
상기와 같이, 볼 조인트(190)를 구성하는 소켓의 일부만 용접함으로써 기존에 볼 조인트와 플레이트 바디 간의 볼팅 결합을 위한 홀 생성을 제거하는 것과 동시에 사출 성형시 인서트 구조의 강도가 증대되면서 안정적으로 몰드 금형에 고정할 수 있는 제조상의 이점이 있다.
이를 통해, 볼트와 같은 결합 수단을 제거하여 스틸로 된 소켓 엔드(193)의 중량 저감을 실시하고, 볼트와 너트 등 체결 부품의 삭제로 원가 절감을 실시하고, 볼팅 시에 너트 체결부를 이루는 스틸 대비 상대적으로 약한 복합재 구조물의 파손을 방지한다.
상기 플레이트와 복합재의 결합면 사이에서 진행되는 표면 처리는 MPA 방식으로 진행된다. 상기 표면 처리는 금속과 플라스틱 접합(MPA. Metal & Plastics Adhesion) 기술일 수 있는데, 이는 슬림화 및 경량화가 요구되는 케이스 및 내장 부품 등의 가공 공정을 개선한 것으로 공급된 판재를 프레스하여 플레이트를 생산한 후에 탈지, 처리, 세척의 3단계 MPA 처리를 실시한다. 이는 양면테이프나 본드를 사용하지 않고 금속 재질에 직접 보스나 리브를 형성하게 하며, 기밀 내지 방수 성능이 우수하여 알루미늄 용접을 대체할 수 있어 공정 축소로 인한 생산성 향상 및 제조원가 절감을 기대한다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명인 차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암의 제조 방법을 설명한다.
먼저, 기본 강성을 유지하기 위하여 고장력 강판인 플레이트를 준비한다.
스틸 코어 플레이트를 성형하여 중량 저감홀 및 복합재 결합홀 등을 형성한다.
상기 플레이트를 이루는 볼 조인트 결합부 상에 볼 조인트의 소켓을 용접 결합한다.
상기 플레이트와 볼 조인트 소켓 간의 용접 결합 부위를 포함한 상태에서 상기 플레이트를 금형 상에 인서트하여 안착하고, 금형 예열을 120도~150도로 실시한 상태에서 복합재를 사출 형성 방식으로 공급하여 인서트 사출을 진행한다.
상기 상태에서 볼 스터드, 플러그 및 부트를 조립한다.
상기 플레이트를 이루는 복수의 부싱 결합부 상에 복수의 부시를 각각 결합한다.
상기 인서트 사출 진행 단계는, 스틸로 이루어진 플레이트의 전체 외부면을 덮도록 플라스틱 수지와 유리 섬유로 이루어진 복합재를 결합하여 하이브리드 접합 방식으로 제작한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암은 고장력 강판 재질을 갖는 스틸 플레이트를 내부에 배치하여 기본 강성을 유지하게 하는 동시에, 상기 스틸 플레이트를 금형 내에 배치한 상태에서 인서트 몰딩 방식으로 플라스틱 수지와 유리 섬유를 포함하는 복합재를 상기 스틸 플레이트의 외면에 하이브리드 방식으로 결합하는 방식을 통해 전체적으로 무게를 감소시켜 경량화를 기하게 하고, 간이한 생산 방식을 가능하게 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (9)
- 기본 강성을 유지하기 위한 금속 재질의 플레이트; 및
상기 플레이트의 외부면을 덮도록 플라스틱 수지와 유리 섬유로 이루어진 복합재;를 포함하는 하이브리드 형태의 컨트롤 암에 있어서,
상기 플레이트는 플레이트 바디의 내측 및 상기 플레이트 바디 내측 상에 용접 결합된 볼 조인트 소켓을 포함하고,
상기 컨트롤 암은 금형 내에 상기 볼 조인트 소켓이 결합된 플레이트가 인서트된 상태에서 상기 플레이트 바디와 볼 조인트 소켓 간의 용접 결합 부위를 포함한 상태에서 상기 복합재를 사출 성형 방식으로 결합된 형태인,
차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암.
- 제 1 항에 있어서,
상기 플레이트의 내측면 상에는 상기 복합재를 통해 다수의 리브가 격자 모양 또는 곡선 형태로 배열되어져 응력 집중을 방지하는,
차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암.
- 제 1 항에 있어서,
상기 플레이트는,
상기 플레이트의 기본적인 골격을 이루는 플레이트 바디(110), 상기 플레이트 바디(110)의 양측 가장자리에서 수직한 방향으로 연장되는 플레이트 날개(120), 상기 플레이트 바디(110)의 내측면 상에 볼록하게 형성되는 플레이트 코어(130), 상기 플레이트 바디(110)의 일측단 상에 배치되는 제1 부싱 결합부(140), 상기 플레이트 바디(110)의 측부 상에 배치되는 제2 부싱 결합부(150), 상기 플레이트 바디(110)의 타측단 상에 배치되는 볼 조인트 소켓 결합부(160) 및 상기 제1,2 부싱 결합부(140,150) 상에 각각 결합되는 복수의 부시(170,180) 및 상기 볼 조인트 소켓 결합부(160) 상에 결합되는 볼 조인트(190)를 포함하는,
차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암.
- 제 3 항에 있어서,
상기 플레이트 바디(110)는 상기 플레이트 바디(110)의 길이 방향을 따라서 그 상하면을 관통하도록 형성되는 복수의 중량 저감홀(111) 및 상기 복수의 중량 저감홀(111)과 플레이트 코어(130) 사이에 형성되는 복합재 결합홀(113)을 포함하는,
차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암.
- 제 4 항에 있어서,
상기 복합재는,
상기 플레이트 바디(110)의 상하면 상에 결합되는 메인 복합재(210),
상기 플레이트 날개(120)를 감싸는 동시에 상기 메인 복합재(210)에 연결되는 서브 복합재(220),
상기 메인 복합재(210) 상에서 마주보는 한쌍의 서브 복합재(220) 간을 상호 연결하는 구조의 제1 리브 복합재(240), 및
상기 제1,2 부싱 결합부(140,150) 중 어느 하나의 부싱 결합부와 상기 한쌍의 서브 복합재(220) 중 하나의 서브 복합재 간을 상호 연결하는 구조의 제2 리브 복합재(250)를 포함하는,
차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암.
- 제 3 항에 있어서,
상기 제1,2 부싱 결합부(140,150)를 이루는 관통된 내면은 상기 복합재가 미도포된 상태로 노출되는,
차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암.
- 제 3 항에 있어서,
상기 플레이트와 복합재의 결합면 사이에서 진행되는 표면 처리는 MPA 방식으로 진행되는,
차량 현가장치를 구성하는 컨트롤 암.
- 제 1 항에 따른 컨트롤 암을 제조하는 방법에 있어서,
기본 강성을 유지하기 위하여 고장력 강판인 플레이트를 준비하는 단계;
상기 플레이트 상에 상기 볼 조인트의 소켓을 용접결합하는 단계;
상기 플레이트를 금형 상에 인서트한 상태에서 복합재를 상기 플레이트와 볼 조인트 간의 용접 결합 부위를 포함한 상태에서 사출 형성 방식으로 공급하여 인서트 사출을 진행하는 단계; 및
상기 플레이트를 이루는 복수의 부싱 결합부 상에 부시를 각각 결합하는 단계;를 포함하고,
사출 형성 전에 금형 예열을 120도~150도로 실시하며,
상기 인서트 사출 진행 단계는, 스틸로 이루어진 플레이트의 전체 외부면을 덮도록 플라스틱 수지와 유리 섬유로 이루어진 복합재를 결합하여 하이브리드 접합 방식으로 제작하는,
컨트롤 암의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 플레이트 상에 상기 볼 조인트의 소켓을 결합하는 단계는, 상기 볼 조인트의 소켓과 상기 플레이트의 볼 조인트 결합부 간의 복수의 용접 지점을 용접하거나 필렛 용접을 수행하는,
컨트롤 암의 제조 방법.
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