KR20210143769A - 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법 및 이러한 섀시 부품 - Google Patents

볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법 및 이러한 섀시 부품 Download PDF

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파스칼 레트만
베른하르트 그뢰니거
디르크 람을라
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명은 볼 조인트(18) 및/또는 섀시 부품(19)의 제조 방법에 관한 것이며, 이러한 방법에서는 조인트 볼(1)이 제조되고, 조인트 볼(1)은 사출 금형 내에 삽입되며, 조인트 볼(1)은 부분적으로 플라스틱 재료에 의해 오버 몰딩되고, 플라스틱 재료는 조인트 볼(1)을 위한 사출 성형된 조인트 하우징(2)의 형성을 위해 경화된다. 볼 조인트(18)의 제조를 개선하기 위하여, 본 발명은, 조인트 하우징(2)의 형성을 위해, 조인트 핀(10)이 없는 조인트 볼(1)이 사용되며, 조인트 볼(1)은 2개의 서로 반대쪽 측면들에 각각 하나의 극면(3, 4)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법 및 이러한 섀시 부품
본 발명은 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법에 관한 것이며, 이러한 방법에서는 조인트 볼이 제조되고, 조인트 볼은 사출 금형 내에 삽입되며, 조인트 볼은 부분적으로 플라스틱 재료에 의해 오버 몰딩되고, 플라스틱 재료는 조인트 볼을 위한 사출 성형된 조인트 하우징의 형성을 위해 경화된다. 또한, 본 발명은 이러한 방식으로 제조된 볼 조인트를 구비한 섀시 부품에 관한 것이다.
이러한 유형의 방법은 DE 10 2016 217 534 A1호에 공지되어 있다. 이에 따라 볼 앤드 소켓 조인트가 제조되며, 이러한 볼 앤드 소켓 조인트에서는 블라인드 홀을 구비한 조인트 볼 내에 조인트 핀이 우선적으로 압입된다. 이어서, 이로 인해 제조된 볼 핀은 사출 금형 내에 삽입되고, 조인트 하우징의 형성을 위한 플라스틱 재료로 인서트 성형된다. 이 경우, 이러한 블라인드 홀의 형성이, 조인트 볼이 자신의 블라인드 홀의 개구 반대쪽 측면에서 중단없이 구형으로 형성될 수 있는 장점을 제공한다는 것이 중요 양태로서 제시된다. 이를 통해, 조인트 볼의, 조인트 핀 반대쪽 측면의 극면이 방지됨으로써, 이러한 극면의 인서트 성형이 방지되고, 이에 따라 조인트 운동성의 원치 않는 차단이 방지된다.
그러나, 이러한 유형으로 제조된 볼 앤드 소켓 조인트에서, 조인트의 그리스 공급 및/또는 윤활제 공급이 문제가 되는 것이 단점이다. 또한, 사출 성형 시에 완전히 사전 제조된 볼 핀을 사용하는 것은 높은 금형 비용을 발생시킨다. 그러나, 조인트 핀은 상이한 매개변수들에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 조인트 핀의 이러한 매개변수들에는, 예를 들어 공칭 직경, 핀 길이, 나사부 길이, 나사부 크기, 나사부 형상, 핀 형상, 핀 결합 및/또는 칼라 직경이 속한다. 이러한 매개변수에서의 차이는 조인트 핀의 다수의 변형예를 유도한다. 이러한 차이는 사출 금형의 구성 시에 고려되어야 한다. 이는 상당한 복잡성과 원하지 않는 고비용을 야기한다.
본 발명의 기반이 되는 과제는, 볼 조인트의 제조가 개선되도록, 도입부에 언급된 유형의 방법 및/또는 섀시 부품을 개선하는 것이다. 바람직하게, 사출 금형을 위한 비용은 감소 가능하여야 하고 그리고/또는 윤활제의 분포는 개선되어야 한다. 특히, 대안의 실시예가 제공되어야 한다.
본 발명의 기반이 되는 과제는 청구항 제1항에 따른 방법 및 청구항 제9항에 따른 섀시 부품에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항들 및 하기 설명 내용에 기재되어 있다.
이러한 방법은 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조를 위해 형성된다. 특히, 볼 조인트 및/또는 섀시 부품은 자동차의 섀시에서의 사용을 위해 구성 또는 형성된다. 이러한 방법에 따라, 우선 조인트 볼이 제조 및/또는 제공된다. 조인트 볼의 제조는 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조에 대해 별도로 그리고/또는 독립적으로 실행될 수 있다. 이에 따라, 조인트 볼은 사전 제조된 부품으로서 제공될 수 있다. 이러한 방법에 따라, 조인트 볼은 사출 금형 내에 삽입된다. 이어서, 조인트 볼은 부분적으로 플라스틱 재료에 의해 오버 몰딩되고 그리고/또는 인서트 성형된다. 그 이후, 플라스틱 재료는 조인트 볼을 위한 사출 성형된 조인트 하우징의 형성을 위해 경화된다. 이 경우, 조인트 하우징의 형성을 위해, 조인트 핀이 없는 조인트 볼이 사용되며, 조인트 볼은 2개의 서로 반대쪽 측면들에 각각 하나의 극면을 포함한다.
이 경우, 전체 볼 핀의 인서트 성형이 생략될 수 있다는 것이 장점이다. 조인트 볼 및 조인트 핀을 구비한 전체 볼 핀 대신, 단지 조인트 볼만 사출 금형 내에 삽입되고, 조인트 하우징의 형성을 위한 플라스틱 재료로 부분적으로 오버 몰딩된다. 이를 통해, 더 낮은 복잡성을 가질 수 있는 사출 금형이 사용될 수 있다. 특히, 상이한 조인트 핀들을 위해 상이한 사출 금형들이 보유될 필요가 없다. 이를 통해, 사출 금형을 위한 비용은 절감될 수 있다. 또한, 더 작은 치수를 갖는 사출 금형들도 사용될 수 있다. 대안적으로, 이러한 확보된 공간은 더 많은 캐비티 수를 갖는 사출 금형을 위해 사용될 수 있다. 또한, 전체 볼 핀의 별도 제조가 생략될 수 있다. 이를 통해, 제조 비용은 추가로 절감될 수 있다. 특히, 더 낮은 물류 비용이 얻어진다. 이러한 변형예의 발생이 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조와 관련한 종래 기술과 비교하여 시간적으로 더 뒤에 놓이는 것이 특히 바람직하다.
볼 조인트는 중심 종축을 포함할 수 있다. 특히, 조인트 볼, 조인트 핀, 조인트 하우징, 볼 조인트 및/또는 섀시 부품은 중심 종축에 대해 회전 대칭으로 형성된다. 바람직하게, 두 극면들은 중심 종축의 방향으로 조인트 볼의 서로 반대쪽 측면들에 위치한다. 특히, 제1 극면은 핀측에서 조인트 볼에 배열될 수 있다. 제1 극면 반대쪽의 제2 극면은 단부측에서 조인트 볼에 배열될 수 있다.
일 개선예에 따라, 사출 성형 시에 사출 금형의 부품이 극면들에 접한다. 이를 통해, 극면들과 플라스틱 재료의 접촉이 방지될 수 있고, 이에 따라 조인트 하우징 내 조인트 볼의 조인트 운동성의 차단이 방지될 수 있다. 따라서, 이러한 사출 금형의 적절한 구성으로 인해, 조인트 핀 반대쪽 측면에서 중단없이 구형으로 형성되는 조인트 볼의 사용이 생략될 수 있다. 대신, 환형 형상을 갖는 조인트 볼이 사용될 수 있다. 특히, 조인트 볼의 외부 측면 및/또는 재킷면은 볼 세그먼트형으로 형성된다.
추가의 일 실시예에 따라, 블라인드 홀 또는 관통 개구를 포함하는 조인트 볼이 사용된다. 특히, 블라인드 홀 또는 관통 개구는 볼 조인트의 중심 종축의 방향으로 연장된다. 블라인드 홀 또는 관통 개구에 의해, 조인트 볼에 대한 조인트 핀의 간단한 조립 및/또는 고정이 구현될 수 있다. 특히, 블라인드 홀 또는 관통 개구는 원통형 형상 또는 중공 원통형 형상을 갖는다. 대안적으로, 블라인드 홀 또는 관통 개구는 원추형 또는 깔때기형으로 형성될 수 있다.
특히, 조인트 하우징의 제조 이후, 조인트 핀이 블라인드 홀 또는 관통 개구 내에 압입 및/또는 접착된다. 조인트 볼에 대한 조인트 핀의 조립, 배열 및/또는 고정으로 인해, 볼 조인트의 볼 핀이 형성된다. 이 경우, 볼 핀의 형성은, 조인트 하우징이 조인트 볼의 부분적 인서트 성형을 통해 형성된 이후에야 실행된다. 바람직하게, 조인트 볼을 구비한 조인트 하우징은 조인트 핀이 조인트 볼에 배열되기 이전에 사출 금형으로부터 제거된다. 그 다음, 조인트 볼을 구비한 조인트 하우징과 조인트 핀은 조인트 볼과 조인트 핀의 연결을 위한, 특히 별도의 조립 장치 내에 배열될 수 있다.
바람직하게, 조인트 하우징은 조인트 볼의 제1 극면의 영역의 제1 하우징 개구 및 조인트 볼의 제2 극면의 영역의 제2 하우징 개구를 갖도록 형성된다. 특히, 두 하우징 개구들은 볼 조인트의 중심 종축에 대해 회전 대칭으로 형성된다.
조인트 핀은 제1 하우징 개구의 영역에서 블라인드 홀 또는 관통 개구 내에 접합 및/또는 압입될 수 있다. 이 경우, 조인트 볼은 조인트 핀의 접합 및/또는 압입 중에 제2 하우징 개구의 영역에서 대항 홀더에 의해 지지될 수 있다. 특히, 대항 홀더는 조인트 볼의 제2 극면에서 지지된다. 대항 홀더에 의해서는, 조인트 핀의 접합 및/또는 압입 시에 조인트 볼에 작용하는 힘이 지지된다. 이를 통해, 조인트 하우징 및/또는 섀시 부품의 원하지 않는 부하 또는 과부하가 방지될 수 있다.
추가의 일 실시예에 따라, 두 하우징 개구들 중 하나의 하우징 개구, 특히 조인트 핀 반대쪽의 제2 하우징 개구가 커버 요소에 의해 폐쇄된다. 바람직하게, 하우징 개구의 폐쇄는, 조인트 핀이 조인트 볼에 배열된 이후에 커버 요소에 의해 실행된다. 이러한 커버 요소는 덮개로서 형성될 수 있다. 조인트 하우징에 커버 요소를 고정하기 위해, 커버 요소는 하우징 개구 내에 그리고/또는 하우징 개구의 환형 홈 내에 압입될 수 있다. 바람직하게, 제2 하우징 개구의 영역 내에 그리고/또는 커버 요소를 향한 조인트 볼의 극면과 커버 요소 사이에는, 특히 제2 하우징 개구의 폐쇄 직전에 윤활제가 제공된다. 이러한 윤활제는 예를 들어 윤활 그리스일 수 있다. 이를 통해 볼 조인트의 윤활제 공급 또는 그리스 공급이 개선된다.
본 발명에 따라 제조된 볼 조인트를 구비한 섀시 부품이 특히 바람직하다. 이러한 섀시 부품은 본체를 포함할 수 있다. 특히, 이러한 본체는 섀시 부품의 형상 및/또는 구조를 결정한다. 바람직하게, 볼 조인트의 조인트 하우징과 본체는 단일 부품으로 형성된다. 따라서, 섀시 부품의 본체는 조인트 하우징과 함께 단일 사출 성형 단계로 제조될 수 있다. 섀시 부품은 링크, 커플링 로드, 진자 지지부, 타이 로드, 지지 조인트 또는 차축 지지부로서 형성될 수 있다. 조인트 볼 및 조인트 핀으로 형성된 볼 핀은 가동식으로 그리고/또는 관절식으로 조인트 하우징 내에 장착된다. 특히, 조인트 하우징 내에서의 볼 핀의 가동식 및/또는 관절식 장착은, 선회 운동성, 틸팅 운동성 및/또는 회전 운동성을 의미한다.
특히, 본 발명에 따른 방법에 따라 제조된 볼 조인트 및/또는 새시 부품은 상술한 본 발명에 따른 볼 조인트 및/또는 새시 부품이다. 바람직하게, 이러한 방법은 본원에 설명된 본 발명에 따른 볼 조인트 및/또는 새시 부품과 관련하여 설명된 모든 실시예들에 따라 개선된다. 또한, 본원에 설명된 볼 조인트 및/또는 새시 부품은 방법과 관련하여 설명된 모든 실시예들에 따라 개선될 수 있다.
하기에, 본 발명은 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다. 본원에서, 동일한 도면 부호들은 동일하거나 유사하거나 기능적으로 동일한 부품들 또는 부재들과 관련된다.
도 1은 볼 조인트의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법의 일 단계 이전의, 조인트 하우징 내 조인트 볼의 측단면도이고,
도 2는 볼 조인트의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법의 추가적인 일 단계 이전의, 조인트 하우징 내 조인트 볼의 제2 측단면도이고,
도 3은 본 발명에 따라 제조된 볼 조인트 또는 섀시 부품의 추가적인 측단면도이다.
도 1은 볼 조인트의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법의 일 단계 이전의, 조인트 하우징(2) 내 조인트 볼(1)의 측단면도를 도시한다. 본 발명에 따른 방법에 따라, 우선 조인트 볼(1)이 제조되었다. 조인트 볼(1)은 2개의 서로 반대쪽 측면들에 각각 하나의 극면(3 또는 4)을 포함한다. 이 경우, 제1 극면(3)은 핀측에 배열되고, 제2 극면(4)은 단부측에 배열된다. 조인트 볼(1)은 중심 종축(5)에 대해 회전 대칭으로 형성된다.
또한, 이러한 실시예에서, 조인트 볼(1)은 관통 개구(6)를 포함한다. 관통 개구는 제1 극면(3)으로부터 제2 극면(4)에 이르기까지 연장된다. 이 경우, 관통 개구(6)는 마찬가지로 중심 종축(5)에 대해 회전 대칭으로 형성된다. 따라서, 이러한 실시예에서, 실질적으로 조인트 볼(1)은 볼 섹션 형태의 외부 측면(7)을 갖는 환형 몸체로서 형성된다.
본 발명에 따른 방법에 따라, 오로지 조인트 볼(1)만이, 여기서 더 상세히 도시되지 않는 사출 금형 내에 삽입된다. 이 경우, 사출 금형의 부품들은 극면(3, 4)들에 위치된다. 이어서, 조인트 볼(1)은 부분적으로 플라스틱 재료에 의해 오버 몰딩되고 그리고/또는 인서트 성형된다. 이 경우, 극면(3, 4)들에 접하는 사출 금형의 부품들은 극면(3, 4)들과 플라스틱 재료의 접촉을 방지하고, 이에 따라 조인트 볼(1)의 제공된 조인트 운동성의 차단을 방지한다. 이어서, 플라스틱 재료가 경화됨으로써, 조인트 하우징(2)이 형성된다.
조인트 하우징(2)은 제1 하우징 개구(8) 및 제2 하우징 개구(9)를 갖도록 형성된다. 제1 하우징 개구(8)는 제1 극면(3)의 영역에 배열된다. 제2 하우징 개구(9)는 제2 극면(4) 영역에 위치한다.
조인트 하우징(2)의 형성에 이어, 여기 도시된 도시 내용에 따라 조인트 핀(10)이 관통 개구(6) 내에 압입된다. 이를 위해, 조인트 핀(10)은 연결 섹션(11)을 포함한다. 연결 섹션(11)은 관통 개구(6)에 대응하도록 형성된다. 조인트 핀(10)은 연결 섹션(11)에 의하여 중심 종축(5) 방향으로 화살표(12)에 상응하게 앞쪽으로 조인트 볼(1)의 관통 개구(6) 내에 압입된다. 이러한 실시예에서, 연결 섹션(11)이 자신의 외부 측면에 널링부를 포함함으로써, 관통 개구(6) 또는 조인트 볼(1)과의 압입 연결이 개선된다.
조인트 핀(10)은 제1 하우징 개구(8) 영역에서 관통 개구(6) 내에 압입된다. 조인트 핀(10)의 압입 동안, 조인트 볼(1)은 제2 하우징 개구(9) 영역에서 대항 홀더(13)에 의해 지지된다. 이 경우, 대항 홀더(13)는 조인트 볼(1)의 제2 극면(4)에 접하도록 형성된다. 대항 홀더(13)는 조인트 핀(10)의 압입 시에 조인트 볼(1)에 작용하는 힘을 흡수한다. 이를 통해, 압입 시 조인트 하우징(2)의 바람직하지 않은 부하가 방지된다.
도 2는 볼 조인트의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법의 추가적인 일 단계 이전의, 조인트 하우징(2) 내 조인트 볼(1)의 제2 측단면도를 도시한다. 조인트 핀(10)과 조인트 볼(1)은 볼 핀(14)을 형성한다. 볼 핀(14)은 조인트 운동 가능하도록 조인트 하우징(2) 내에 장착되어 있다. 이 경우, 조인트 핀(10)은 제1 하우징 개구(8)로부터 외부를 향해 연장된다. 볼 핀(14)의 제조 이후, 제2 하우징 개구(9)는 커버 요소(15)에 의해 폐쇄된다. 이러한 실시예에서, 커버 요소(15)는 덮개로서 구현된다. 제2 하우징 개구(9)의 폐쇄를 위해, 커버 요소(15)는 화살표(16)를 따라 제2 극면(4)의 방향으로 제2 하우징 개구(9) 내에 삽입된다.
이러한 실시예에서, 제2 하우징 개구(9)는, 회전 대칭으로 중심 종축(5)을 둘러싸는 환형 홈(17)을 포함한다. 커버 요소(15)는 환형 홈(17) 내로 압입되거나 래칭된다. 커버 요소(15)의 삽입 직전에, 여기에는 더 상세히 도시되지 않은 윤활제가 제2 하우징 개구(9) 내에 제공된다. 이를 통해, 조인트 볼(1)의 충분한 윤활제 공급 또는 그리스 공급이 보장된다.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 볼 조인트(18) 또는 섀시 부품(19)의 추가적인 측단면도를 도시한다. 커버 요소(15)는, 커버 요소(15)와 제2 극면(4) 사이의 자유 공간(20)이 유지되는 방식으로 형성되고 그리고/또는 제2 하우징 개구(9) 내에 배열된다. 자유 공간(20)은 여기에는 더 상세히 도시되지 않은 윤활제를 위한 저장부로서 사용된다.
볼 조인트(18)는 볼 앤드 소켓 조인트로서 형성된다. 또한, 이러한 실시예에서, 볼 조인트(18)는 섀시 부품(19)의 구성 요소로서 구현된다. 섀시 부품(19)은 예를 들어 자동차 섀시를 위한 링크로서 제공될 수 있다. 섀시 부품(19)은 본체(21)를 갖는다. 이러한 실시예에서, 섀시 부품(19)의 본체(21)와 볼 조인트(18)의 조인트 하우징(2)은 단일 부품으로 형성된다. 환언하면, 조인트 하우징(2)의 사출 성형 시에 본체(21) 또는 섀시 부품(19)이 동시에 형성된다.
1 조인트 볼
2 조인트 하우징
3 극면
4 극면
5 중심 종축
6 관통 개구
7 외부 측면
8 제1 하우징 개구
9 제2 하우징 개구
10 조인트 핀
11 연결 섹션
12 화살표
13 대항 홀더
14 볼 핀
15 커버 요소
16 화살표
17 환형 홈
18 볼 조인트
19 섀시 부품
20 자유 공간
21 본체

Claims (10)

  1. 볼 조인트(18) 및/또는 섀시 부품(19)의 제조 방법으로서, 조인트 볼(1)이 제조되고, 조인트 볼(1)은 사출 금형 내에 삽입되며, 조인트 볼(1)은 부분적으로 플라스틱 재료에 의해 오버 몰딩되고, 플라스틱 재료는 조인트 볼(1)을 위한 사출 성형된 조인트 하우징(2)의 형성을 위해 경화되는, 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법에 있어서,
    조인트 하우징(2)의 형성을 위해, 조인트 핀(10)이 없는 조인트 볼(1)이 사용되며, 조인트 볼(1)은 2개의 서로 반대쪽 측면들에 각각 하나의 극면(3, 4)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 볼 조인트(18)는 중심 종축(5)을 갖고, 두 극면(3, 4)들은 중심 종축(5)의 방향으로 조인트 볼(1)의 서로 반대쪽 측면들에 위치하는 것을 특징으로 하는, 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 사출 성형 시에 사출 금형의 부품이 극면(3, 4)들에 접함으로써, 극면(3, 4)들과 플라스틱 재료의 접촉이 방지되고, 이에 따라 조인트 운동성의 차단이 방지되는 것을 특징으로 하는, 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 블라인드 홀 또는 관통 개구(6)를 포함하는 조인트 볼(1)이 사용되고, 특히 블라인드 홀 또는 관통 개구(6)는 볼 조인트(18)의 중심 종축(5)의 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 조인트 하우징(2)의 제조 이후, 조인트 핀(10)이 블라인드 홀 또는 관통 개구(6) 내에 접합, 압입 및/또는 접착되는 것을 특징으로 하는, 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 조인트 하우징(2)은 제1 극면(3)의 영역의 제1 하우징 개구(8) 및 제2 극면(4)의 영역의 제2 하우징 개구(9)를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법.
  7. 제5항 및 제6항에 있어서, 조인트 핀(10)은 제1 하우징 개구(8)의 영역에서 블라인드 홀 또는 관통 개구(6) 내에 압입되고, 조인트 볼(1)은 조인트 핀(10)의 압입 중에 제2 하우징 개구(9)의 영역에서 대항 홀더(13)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는, 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 두 하우징 개구(8, 9)들 중 하나의 하우징 개구, 특히 조인트 핀(10) 반대쪽의 제2 하우징 개구(9)는 커버 요소(15)에 의해 폐쇄되고, 바람직하게, 제2 하우징 개구(9)의 영역 내에 그리고/또는 커버 요소(15)를 향한 조인트 볼(1)의 극면(4)과 커버 요소(15) 사이에는 윤활제가 제공되는 것을 특징으로 하는, 볼 조인트 및/또는 섀시 부품의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따라 제조된 볼 조인트(18) 및 본체(21)를 구비한 섀시 부품으로서, 볼 조인트(18)의 조인트 하우징(2)과 본체(21)는 단일 부품으로 형성되는, 섀시 부품.
  10. 제9항에 있어서, 링크, 커플링 로드, 진자 지지부, 타이 로드, 지지 조인트 또는 차축 지지부로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 섀시 부품.
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