KR20220131504A - 하이브리드 암 제조에 사용되는 삽입 장치 및 이를 포함하는 하이브리드 암 - Google Patents

하이브리드 암 제조에 사용되는 삽입 장치 및 이를 포함하는 하이브리드 암 Download PDF

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Abstract

본 개시는 차량용 하이브리드 암의 제조에 사용되는 삽입 장치에 관련된 것이다. 본 개시에 따른 삽입 장치는, 금속재질의 암 바디와 상기 암 바디에 결합되는 인서트 몰딩부 사이에 배치될 수 있다. 삽입 장치는, 판상으로 형성되고, 암 바디와 접촉하는 외측면 및 인서트 몰딩부와 접촉하는 내측면을 갖는 몸체 및, 몸체의 내측면에서 하방으로 돌출되도록 형성되고, 인서트 몰딩 내로 매립되는 적어도 하나의 제1 돌출부를 포함할 수 있다. 본 개시의 삽입 장치를 사용하여 하이브리드 암을 제조하면, 플라스틱 몰딩재를 금형 내로 사출하는 공정에서 삽입 장치의 돌출부가 암 바디를 지지하여 암 바디의 위치가 고정될 수 있으므로, 인서트 몰딩부의 두께가 균일하게 형성될 수 있고 버튼부 주위에 버가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 암 바디를 고정하기 위한 별도의 밀핀을 사용할 필요가 없어 인서트 몰딩부에 밀핀으로 인한 구멍이 형성되지 않고, 암 바디의 부식 가능성도 낮아질 수 있다.

Description

하이브리드 암 제조에 사용되는 삽입 장치 및 이를 포함하는 하이브리드 암{INSERT DEVICE FOR MANUFACTURING HYBRID ARM AND HYBRID ARM COMPRISING SAME}
본 개시는 하이브리드 암 제조에 사용되는 삽입 장치 및 이를 포함하는 하이브리드 암에 관한 것이다.
차량의 현가장치는 차체와 차륜을 연결하는 장치이다. 현가장치는 노면으로부터 차체로 전달되는 진동이나 충격을 흡수하는 스프링과, 스프링의 작동을 조절하는 쇽 업소버(shock absorber), 차륜의 작동을 제어하는 현가 암 또는 현가링크를 포함한다.
현가장치는 차륜의 작동을 제어하는 방식에 따라 스윙 암식(swing arm type), 위시본식(wishbone type) 및 맥퍼슨 스트럿식(Macpherson strut type)으로 분류된다. 위시본식 현가장치는 차륜과 체결된 너클을 차체에 연결하는 현가 암을 가진다. 즉, 현가 암의 일단은 차체를 구성하는 크로스 멤버나 서브 프레임에 연결되고, 현가 암의 타단은 볼 조인트를 통해 너클에 연결된다. 현가 암은 차륜을 차체에 지지시키고, 차량의 주행 상황에 따라 차륜의 토우 인(toe-in)을 적절히 제어하여, 차량의 직진 주행성과 조향 안정성을 향상시킨다.
종래의 현가암 제조방식에서는, 스틸을 주물로 제작하거나 혹은 스틸 소재를 이용하여 상판과 하판을 각각 프레스 공법으로 제작한 다음에 용접으로 결합하는 방식을 이용한다. 이 경우, 스틸 소재의 특성 상 중량이 무겁고, 제작 공정이 많이 소요되며, 강판의 용접 결합으로 인한 변형 및 강성취약이 우려되는 문제점이 있다. 이러한 스틸 소재의 현가암이 갖는 문제점을 해결하고, 경량화를 도모하기 위해 복합 재질의 하이브리드 현가암이 개발되고 있다.
하이브리드 현가암은 금속 재질로 이루어진 암 바디와 플라스틱 재질의 인서트 몰딩부가 결합된 구조로 형성되고, 인서트 몰딩부는 암 바디를 금형 내에 배치한 후 플라스틱 몰딩재를 금형 내로 사출하여 형성한다. 이 때, 암 바디는 상부 금형과 접촉하고 하부 금형과는 소정의 간격으로 이격되어 하부 금형과 암 바디 사이에 공간이 형성되고, 이 공간으로 플라스틱 몰딩재가 사출되게 된다. 그런데 플라스틱 몰딩재를 사출하는 사출압으로 인해 암 바디가 금형 내에서 고정되지 못하고 움직이기 때문에 인서트 몰딩부의 두께가 불균일하게 형성되고, 암 바디가 금형과 접촉되어 있어야 할 부분에 틈이 생겨 그 부분으로 플라스틱 몰딩재가 침투하게 되므로 버가 형성되는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해 암 바디와 하부 금형 사이에 별도의 밀핀을 배치하여 암 바디가 사출압을 받아도 움직이지 않도록 고정하는 방법이 제안되어 왔다.
그러나, 밀핀을 배치하는 방법의 경우 밀핀이 배치된 위치에는 인서트 몰딩부가 형성되지 않기 때문에, 공정이 완료된 후 밀핀이 배치되었던 위치에 구멍이 형성되고, 이 구멍으로 암 바디가 외부로 노출되어 부식 등의 위험에 노출되는 새로운 문제점이 있다.
본 개시는, 상술한 종래 기술의 결함을 해결하기 위한 것으로, 별도의 밀핀을 사용하지 않으면서도 암 바디를 금형 내에서 고정할 수 있는 삽입 장치를 제공한다.
또한, 이와 같은 삽입 장치를 포함하는 하이브리드 암을 제공한다.
또한, 이와 같은 삽입 장치를 포함하는 하이브리드 암의 제조 방법을 제공한다.
본 개시의 일 측면에 따른 실시예들은 차량용 하이브리드 암의 제조에 사용되는 삽입 장치에 관련된다.
본 개시의 일 실시예에 따른 삽입 장치는 금속재질의 암 바디와 암 바디에 결합되는 인서트 몰딩부 사이에 배치되며, 판상으로 형성되고 암 바디와 접촉하는 외측면 및 상기 인서트 몰딩부와 접촉하는 내측면을 갖는 몸체 및 몸체의 내측면에서 하방으로 돌출되도록 형성되고 인서트 몰딩 내로 매립되는 적어도 하나의 제1 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 삽입 장치는 몸체의 양 측단부에서 각각 하방으로 연장하는 한 쌍의 다리부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 삽입 장치의 한 쌍의 다리부는 각각 한 쌍의 다리부의 내측면으로부터 내측으로 돌출되도록 형성된 적어도 하나의 제2 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 삽입 장치의 몸체는 몰딩재가 주입되도록 구성된 개구를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 삽입 장치의 제1 돌출부는 복수로 제공되어 적어도 하나의 열 상에 배열될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 열 상에 배열된 돌출부는 서로 일정 간격을 두고 이격될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 하이브리드 암은, 금속 재질의 암 바디, 인서트 몰딩부, 암 바디와 인서트 몰딩부 사이에 배치되는 삽입 장치를 포함할 수 있으며, 삽입 장치는, 판상으로 형성되고 암 바디와 접촉하는 외측면 및 인서트 몰딩부와 접촉하는 내측면을 갖는 몸체 및 몸체의 내측면에서 하방으로 돌출되도록 형성된 적어도 하나의 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 암 바디는 상벽 및 상벽의 양 측단부로부터 하방으로 연장되는 양 측벽을 포함할 수 있고, 삽입 장치의 몸체의 외측면은 상벽의 내측면과 접촉할 수 있으며, 삽입 장치의 양 다리부의 외측면은 양 측벽의 내측면과 접촉할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 삽입 장치는 PA6 또는 PA66 재질로 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 삽입 장치의 다리부의 두께는 다리부의 내측면과 접촉하는 인서트 몰딩부의 일 부분의 두께보다 두꺼울 수 있고, 다리부의 두께와 다리부의 내측면과 접촉하는 인서트 몰딩부의 일 부분의 두께를 합한 두께는 인서트 몰딩부의 두께보다 얇을 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 하이브리드 암 제조 방법은, 금속재질의 암 바디를 제작하는 단계, 판상으로 형성된 몸체 및 몸체의 내측면에서 하방으로 돌출되도록 형성된 제1 돌출부를 포함하는 삽입 장치를 제작하는 단계, 암 바디의 일측에 삽입 장치를 배치시키는 단계, 삽입 장치 및 암 바디를 금형 내에 배치하는 단계 및 금형 내에 플라스틱 몰딩재를 사출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하이브리드 암 제조 방법에서 암 바디의 일측에 삽입 장치를 접촉시키는 단계는, 삽입 장치의 몸체의 외측면과 암 바디의 상벽의 내측면을 접촉 시키는 단계 및 삽입 장치의 양 다리부의 외측면과 암 바디의 양 측벽의 내측면을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 금형 내에서 암 바디가 움직이지 않도록 지지 및 고정함으로써 인서트 몰딩부가 균일한 두께로 형성되고, 버튼부 등에 버가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 밀핀을 사용하지 않으므로 인서트 몰딩부에 구멍이 형성되지 않고, 암 바디가 외부로 노출되어 부식 등의 위험에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 하이브리드 암을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 하이브리드 암을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 하이브리드 암을 분해한 모습을 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 삽입 장치의 사시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 삽입 장치가 암 바디의 일 부분에 배치된 모습을 나타낸 부분 사시도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 삽입 장치가 암 바디의 일 부분에 배치된 모습을 나타낸 부분 사시도이다.
도 7 및 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 삽입 장치가 암 바디의 일 부분 및 인서트 몰딩부의 일 부분과 결합된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 9 및 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 삽입 장치가 암 바디의 일 부분 및 인서트 몰딩부의 일 부분과 결합된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 하이브리드 암의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 하이브리드 암의 제조 공정 중 금형 내에 삽입 장치 및 암 바디가 배치된 모습을 나타낸 단면도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기재되는 치수와 수치는 기재된 치수와 수치 만으로 한정되는 것은 아니다. 달리 특정되지 않는 한, 이러한 치수와 수치는 기재된 값 및 이것을 포함하는 동등한 범위를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 기재된 '2 mm'라는 치수는 '약 2 mm'를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 "상방", "상" 등의 방향지시어는 첨부된 도면에서 볼 스터드의 로드가 볼에 대해 위치하는 방향을 기준으로 하고, "하방", "하" 등의 방향지시어는 그 반대 방향을 의미한다. 첨부된 도면에 도시하는 로드와 볼은 달리 배향될 수도 있으며, 이 방향지시어들은 그에 맞추어 해석될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
첨부된 도면에서, 일 실시예의 어떤 구성요소는 다른 실시예의 구성요소로 동일하거나 대응하도록 적용될 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 제2 돌출부(240)는 일 실시예의 삽입 장치(100)를 도시한 도면들에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 즉, 제2 돌출부(240)는 한 쌍의 다리부(120)의 내측면에서 내측으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 하이브리드 암(1)을 정면 측에서 바라본 사시도이고, 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 하이브리드 암(1)을 후면 측에서 바라본 사시도이며, 도 3은 도 2의 하이브리드 암(1)을 분해한 모습을 나타낸 분해 사시도이다.
하이브리드 암(1)은 예를 들어 로워 컨트롤 암(Lower Control Arm)일 수 있으며, 어퍼 컨트롤 암(Upper Control Arm)일 수도 있다. 이하에서는 로워 컨트롤 암을 예시로 들어 설명한다.
하이브리드 암(1)은 암 바디(10), 인서트 몰딩부(20), 볼 조인트(30), 제1 부시(40) 및 제2 부시(50)를 포함할 수 있다. 암 바디(10)는 금속 재질로 형성될 수 있고, 인서트 몰딩부(20)는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
암 바디(10)는 예를 들어 'λ'자 형상을 가질 수 있고, 이 때 암 바디(10)는 3개의 단부를 가질 수 있다.
암 바디(10)의 제1 단부(10a)에는 볼 조인트(30)와 결합되는 볼 조인트 파이프(13)가 형성될 수 있다. 볼 조인트 파이프(13)는 원 형상의 개구로 형성될 수 있다. 암 바디(10)의 제2 및 제3 단부(10b, 10c)에는 각각 부시(40, 50)가 결합될 수 있는 부시 파이프(14)가 형성될 수 있다.
인서트 몰딩부(20)는 플라스틱 재질의 몰딩재가 금형 내로 사출되어 형성될 수 있다. 인서트 몰딩부(20)는 암 바디(10)에 대응하는 형상으로 형성될 수 있으며, 암 바디(10)와 마찬가지로 'λ'자 형상을 가질 수 있다. 인서트 몰딩부(20)는 예를 들어 PA6 또는 PA66 재질로 형성될 수 있다.
인서트 몰딩부(20)는 암 바디(10)에 형성된 개구부(15)를 통하여 암 바디(10)의 내측부로 흘러들어 형성될 수 있다. 암 바디(10)에 형성된 개구부(15)의 외측부에는 버튼부(21)가 형성될 수 있다. 인서트 몰딩부(20)가 암 바디(10)에 사출되는 과정에 대해서는 아래에서 더 자세하게 후술한다.
암 바디(10)와 인서트 몰딩부(20) 사이에는 삽입 장치(100)가 배치될 수 있다. 삽입 장치(100)는 플라스틱 재질로 형성될 수 있으며, 인서트 몰딩부(20)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
만약 삽입 장치(100)가 인서트 몰딩부(20)와 다른 재질로 형성된다면, 서로 다른 재질이기 때문에 삽입 장치(100)와 인서트 몰딩부(20)간의 융착이 이루어지지 않을 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서는 삽입 장치(100)가 인서트 몰딩부(20)와 동일한 재질로 형성됨으로써, 삽입 장치(100)와 인서트 몰딩부(20)가 융착되어 하나의 구조물로 형성될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 삽입 장치(100)의 사시도이고, 도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 삽입 장치(200)의 사시도이다.
삽입 장치(100)는 몸체(110)를 포함할 수 있다. 몸체(110)는 판상으로 형성될 수 있으며, 암 바디(10)와 접촉하는 외측면(111) 및 인서트 몰딩부(20)와 접촉하는 내측면(112)을 포함할 수 있다. 삽입 장치(100)는 몸체(110)의 양단부로부터 각각 하방으로 연장하는 한 쌍의 다리부(120)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 다리부(120)의 하측 단부에서, 다리부(120)의 외측면(121)은 평평한 평면으로 형성되나, 다리부(120)의 내측면(122)은 일부분이 곡면으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 다리부(120)와 몸체(110)의 경계부는, 소정의 곡률을 갖는 곡부(110a)로 형성될 수 있다. 삽입 장치(100)의 몸체(110)는, 몰딩재가 주입되도록 구성된 개구(150)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 삽입 장치(100)는, 몸체(110)의 내측면(112)에서 하방으로 돌출되도록 형성되고, 인서트 몰딩부(20) 내로 매립되는 적어도 하나의 제1 돌출부(130)를 포함할 수 있다. 제1 돌출부(130)는 적어도 하나 이상 형성될 수 있고, 복수 개의 제1 돌출부(130)가 하나의 열 상에 배치될 수 있으며, 제1 돌출부(130)는 또한 적어도 하나 이상의 열을 이루도록 배치될 수 있다. 하나의 열을 이루는 복수의 제1 돌출부(130)는 일정한 간격을 두고 서로 이격되도록 형성될 수 있다.
만약 하나의 열을 이루는 복수의 제1 돌출부(130)가 이격되지 않고 서로간의 간격 없이 형성된다면, 플라스틱 몰딩재를 사출할 때 삽입 장치(100)의 개구(150)를 통해 삽입 장치(100)의 내측부로 사출된 몰딩재가 제1 돌출부(130)에 막힐 수 있고, 이는 플라스틱 몰딩재가 금형의 빈 공간으로 흘러 들어가지 못하게 하여 원하는 형상의 인서트 몰딩부(20)를 형성되지 않는 문제가 생길 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서는 제1 돌출부(130)가 일정 간격을 두고 서로 이격되도록 형성됨으로써, 이격된 간격으로 플라스틱 몰딩재가 자유롭게 통과할 수 있어 그 흐름이 막힐 우려가 없고, 따라서 금형 내의 빈 공간을 문제 없이 모두 채워 원하는 형상의 인서트 몰딩부(20)를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 삽입 장치는(200)는, 한 쌍의 다리부(220)의 내측면(221)에서 내측으로 돌출되도록 형성된 적어도 하나의 제2 돌출부(240)를 포함할 수 있다. 제2 돌출부(240)는 적어도 하나 이상 형성될 수 있고, 복수 개의 제2 돌출부(240)가 하나의 열 상에 배치될 수 있으며, 제2 돌출부(240)는 적어도 하나 이상의 열을 이루도록 배치되며 형성될 수 있다. 하나의 열을 이루는 복수의 제2 돌출부(240)는 일정한 간격을 두고 서로 이격되도록 형성될 수 있다.
제1 돌출부(130)와 마찬가지로, 제2 돌출부(240)도 상호간의 간격 없이 형성될 경우 삽입 장치(100) 또는 암 바디(10)의 내측부로 사출된 플라스틱 몰딩재의 흐름이 막힐 수 있고 금형 내의 빈 공간을 다 채우지 못하여 원하는 형상의 인서트 몰딩부(20) 형성이 실패할 수 있는 바, 본 개시의 실시예에서는 제2 돌출부(240)가 서로 간에 일정 간격을 형성하도록 이격되어 있음으로 인하여 사출된 플라스틱 몰딩재가 원활하게 금형 내 빈 공간을 유동하며 모두 채울 수 있고, 원하는 형상의 인서트 몰딩부(20)를 형성할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 삽입 장치(100)가 암 바디(10)의 일 부분에 배치된 모습을 나타낸 부분 사시도이다.
암 바디(10)는 상벽(11) 및 상벽(11)의 양 측단부로부터 하방으로 연장되는 양 측벽(12)을 포함할 수 있다. 양 측벽(12)과 상벽(11)의 경계부는 소정의 곡률을 갖는 곡부(11c)로 형성될 수 있다. 양 측벽(12)의 하방 단부는 외측으로 구부러진 형태의 곡면부(12c)를 포함할 수 있다.
삽입 장치(100)가 암 바디(10)에 배치될 때, 삽입 장치(100)의 몸체(110)의 외측면(111)은 암 바디(10)의 상벽(11)의 내측면(11a)과 접촉할 수 있고, 삽입 장치(100)의 양 다리부(120)의 외측면(121)은 암 바디(10)의 양 측벽(12)의 내측면(12a)과 접촉할 수 있다. 이 때, 삽입 장치(100)의 다리부(120)의 내측면(122)은 평평한 평면으로 형성되므로, 암 바디(10)의 양 측벽(12)의 내측면(12a)과 빈틈없이 밀착할 수 있다.
또한, 삽입 장치(100)는 암 바디(10)에 배치되었을 때 다리부(120)가 양 측벽(12) 단부의 곡선부(12c)까지는 닿지 않을 정도의 길이로만 연장하여, 삽입 장치(100)와 암 바디(10)는 사이에 빈 공간 없이 밀착하여 접촉할 수 있다.
또한, 삽입 장치(100)의 곡부(110c)와 암 바디(10)의 곡부(11c)가 동일 곡률로 형성되어 꼭 맞게 접촉될 수 있으므로, 삽입 장치(100)와 암 바디(10)는 빈틈 없이 꼭 맞게 밀착하여 접촉될 수 있다. 이와 같은 방법으로, 삽입 장치(100)는 암 바디(10)의 내측부에 꼭 맞게 접촉될 수 있고 인서트 몰딩부(20) 형성 과정에서 버가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 7 및 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 삽입 장치(100)가, 암 바디(10)의 일 부분 및 인서트 몰딩부(20)의 일 부분과 결합된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 9 및 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 삽입 장치(100)가, 암 바디(10)의 일 부분 및 인서트 몰딩부(20)의 일 부분과 결합된 모습을 나타낸 정면도이다.
인서트 몰딩부(20)를 형성하는 몰딩재는 암 바디(10)의 개구부(15)를 통하여 암 바디(10)의 내측부로 사출되며, 암 바디(10)의 양 측벽(12)의 일 단부 및 내측면(12a), 삽입 장치(100)의 양 다리부(120)의 내측면(122), 삽입 장치(100)의 몸체(110)의 내측면(112) 및 삽입 장치(100)의 제1 및 제2 돌출부(130, 240)를 뒤덮도록 형성될 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 돌출부(130, 240)의 일부 또는 전부는 인서트 몰딩부(20)에 매립될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 돌출부(130, 240)는 그 일부만이 인서트 몰딩부(20)에 매립되고 제1 및 제 돌출부(130, 240)의 선단부는 인서트 몰딩부(20)로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 도 12를 참고하면, 이 경우 제1 및 제2 돌출부(130, 240)의 선단부는 금형과 접촉하며, 하부 및 상부 금형(60a, 60b)이 닫히면서 삽입 장치(100)가 하부 금형(60a) 측으로 눌리게 되므로 금형(60)과의 접촉 부위에서의 마찰력에 의해 삽입 장치(100)의 위치가 고정될 수 있다. 이로 인해, 몰딩재의 사출 시 사출압이 삽입 장치(100)에 작용 하더라도, 상기 마찰력에 의하여 삽입 장치(100)의 밀림이 더욱 확실히 방지되므로 삽입 장치를 고정할 수 있다.
삽입 장치(100)의 다리부(120)의 두께(t1)는 다리부(120)의 내측면(121)과 접촉하는 인서트 몰딩부(20)의 일 부분의 두께(t2)보다 두꺼울 수 있다. 또한, 다리부(120)의 두께(t1)와 다리부(120)의 내측면(121)과 접촉하는 인서트 몰딩부(20)의 일 부분의 두께(t2)를 합한 두께(t1+t2)는 인서트 몰딩부(20)의 두께(t3)보다 얇을 수 있다. 삽입 장치(100)의 다리부(120)의 두께(t1)는, 예를 들어 3mm 내지 5mm일 수 있다. 다리부(120)의 내측면(121)과 접촉하는 인서트 몰딩부(20)의 일 부분의 두께(t2)는, 예를 들어 2mm 내지 4mm일 수 있다. 인서트 몰딩부(20)의 두께(t3)는 예를 들어 6mm 내지 10mm일 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 하이브리드 암(1)의 제조 공정을 나타낸 순서도이고, 도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 하이브리드 암(1)의 제조 공정 중 금형(60) 내에 삽입 장치(100) 및 암 바디(10)가 배치된 모습을 나타낸 단면도이다.
하이브리드 암(1)의 제조 공정은, 금속재질의 암 바디(10)를 형성하는 단계, 삽입 장치(100)를 형성하는 단계, 암 바디(10)의 내측부에 삽입 장치(100)를 접촉시키는 단계, 삽입 장치(100) 및 암 바디(10)를 금형(60) 내에 배치하는 단계, 및 금형(60) 내에 플라스틱 몰딩재를 사출하여 인서트 몰딩부(20)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
하이브리드 암(1)의 제조 공정에 있어서 암 바디(10)의 내측부에 삽입 장치(100)를 배치하는 단계는, 삽입 장치(100)의 몸체(110)의 외측면(111)과 암 바디(10)의 상벽(11)의 내측면(11a)을 접촉시키고, 삽입 장치(100)의 양 다리부(120)의 외측면(121)과 암 바디(10)의 양 측벽(12)의 내측면(12a)을 접촉시키는 것을 포함할 수 있다.
*암 바디(10)는 금속 재질로 형성될 수 있고, 주조 또는 다이캐스팅의 방법으로 형성될 수 있다. 암 바디(10)는 트러스 구조(truss structure)를 가질 수 있으며, 트러스 구조란 복수의 직선 형상의 바(straight bar) 내지 만곡 형상의 바(curved bar)로 이루어지는 구조를 의미한다. 삽입 장치(100)는 별도의 금형에서 인서트 몰딩부(20)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
삽입 장치(100)가 암 바디(10)의 내측부에 배치된 채로 금형(60) 내에 배치되면, 삽입 장치(100)의 제1 및 제2 돌출부(130, 240)가 하부 금형(60a)에 접촉하여 암 바디(10)를 지지하고, 암 바디(10)의 상벽(11)의 외측면(11b) 및 양 측벽(12)의 외측면(12b)이 상부 금형(60b)과 접촉한다. 이 때, 하부 금형(60a)과 삽입 장치(100)의 몸체(110)의 내측면(112) 사이에는 간극이 형성되며, 이 간극으로 플라스틱 몰딩재가 침투하게 된다.
금형(60) 내에 암 바디(10) 및 삽입 장치(100)가 배치되고 나면, 상부 금형(60b)을 통하여 플라스틱 몰딩재가 금형(60) 내로 사출된다. 플라스틱 몰딩재는 암 바디(10)의 상면(11)에 형성된 개구부(15)를 통하여 암 바디(10)의 내측부로 침투된다. 이 때, 삽입 장치(100)가 암 바디(10)의 개구부(15)가 형성된 위치에 배치될 경우, 삽입 장치(100)에는 암 바디의 개구부(15)와 동일한 형상의 개구(150)가 형성될 수 있고, 플라스틱 몰딩재는 암 바디(10)의 개구부(15) 및 삽입 장치(100)의 개구(150)를 통하여 암 바디(10) 및 삽입 장치(100)의 내측부로 침투한다. 금형(60) 내로 사출된 플라스틱 몰딩재는 소정 시간 경과 후 굳으며 인서트 몰딩부(20)를 형성한다.
플라스틱 몰딩재의 사출 온도는 260℃ 내지 300℃이고, 예를 들어 약 280℃일 수 있다. 반면, 삽입 장치(100)를 구성하는 플라스틱은 플라스틱 몰딩재와 동일한 재질일 수 있고, 플라스틱 몰딩재는 예를 들어 PA6 또는 PA66로 구성될 수 있다. PA6 및 PA66의 녹는점은 각각 약 220℃ 및 약 260℃인 바, 플라스틱 몰딩재의 사출온도보다 낮다. 따라서, 플라스틱 몰딩재가 금형(60) 내로 사출될 시 플라스틱 몰딩재와 직접적으로 접촉하는 삽입 장치(100)의 몸체(110)의 내측면(112)과 다리부(120)의 내측면(122)은 그 일부가 녹게 되고, 플라스틱 몰딩재가 냉각되어 굳는 과정에서 삽입 장치(100)는 플라스틱 몰딩재와 융착되므로, 삽입 장치(100)와 인서트 몰딩부(20)는 일체로 결합하게 된다.
플라스틱 몰딩재를 금형(60) 내로 사출하는 공정에서, 삽입 장치(100)의 제1 및 제2 돌출부(130, 240)가 하부 금형(60a)과 접촉하며 암 바디(10)를 지지하여 암 바디(10)의 위치가 고정될 수 있도록 하므로, 인서트 몰딩부(20)의 두께가 균일하게 형성될 수 있고 버튼부(21) 주위에 버가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로, 제1 돌출부(130)가 하부 금형(60a)의 상면과 접촉하며 상하 방향으로 암 바디(10)를 지지하는 바, 암 바디(10)가 플라스틱 몰딩재의 사출압으로 인해 금형(60) 내에서 상하 방향으로 움직이는 것을 방지하고 일정한 위치를 유지하도록 고정할 수 있다. 또한, 제2 돌출부(240)가 수평 방향으로 연장하며 하부 금형(60a)의 양 측면에 접촉하며 수평 방향으로 암 바디(10)를 지지하는 바, 암 바디(10)가 플라스틱 몰딩재의 사출압으로 인해 금형(60) 내에서 수평방향으로 움직이는 것을 방지하고 일정한 위치를 유지하도록 고정할 수 있다.
이로 인해, 금형(60) 내로 사출되는 플라스틱 몰딩재는 암 바디(10) 및 삽입 장치(100)의 내측부와 하부 금형(60a) 사이에 형성되는 공간 및 암 바디(10)의 양 측벽(12)의 일부분의 외측부와 상부 금형(60b) 사이에 형성되는 공간에만 일정한 두께로 형성될 수 있고, 의도되지 않은 공간에 침투하여 버를 형성하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 암 바디(10)를 고정하기 위한 별도의 밀핀을 사용하는 경우에는 인서트 몰딩부(20)에 구멍이 형성되어 암 바디(10)가 외부로 노출되는 문제가 생기는데 비하여, 본 개시의 삽입 장치(100)를 사용하여 하이브리드 암(1)을 제조할 경우 밀핀을 사용할 필요가 없어 인서트 몰딩부(10)에 밀핀으로 인한 구멍이 형성되지 않고, 암 바디(10)가 외부에 노출되는 일도 없으므로, 암 바디(10)의 부식 가능성도 낮아질 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
1: 하이브리드 암
10: 암 바디
20: 인서트 몰딩부
21: 버튼부
30: 볼 조인트
40, 50: 부시
100, 200: 삽입 장치
110, 210: 몸체
120, 220: 다리부
130, 230: 제1 돌출부
240: 제2 돌출부
150, 250: 개구

Claims (15)

  1. 금속재질의 암 바디와 상기 암 바디에 결합되는 인서트 몰딩부 사이에 배치되는 삽입 장치에 있어서,
    판상으로 형성되고, 상기 암 바디와 접촉하는 외측면 및 상기 인서트 몰딩부와 접촉하는 내측면을 갖는, 몸체; 및
    상기 몸체의 내측면에서 하방으로 돌출되도록 형성되고, 상기 인서트 몰딩 내로 매립되는 적어도 하나의 제1 돌출부를 포함하는, 삽입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 양 측단부에서 각각 하방으로 연장하는 한 쌍의 다리부를 더 포함하는, 삽입 장치.
  3. 제2항에 있어서,상기 한 쌍의 다리부는 각각 한 쌍의 다리부의 내측면으로부터 내측으로 돌출되도록 형성된 적어도 하나의 제2 돌출부를 포함하는, 삽입 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 몰딩재가 주입되도록 구성된 개구를 포함하는, 삽입 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 돌출부는 복수로 제공되어 적어도 하나의 열 상에 배열되는, 삽입 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열 상에 배열된 돌출부는 서로 일정 간격을 두고 이격되는, 삽입 장치.
  7. 금속 재질의 암 바디;
    인서트 몰딩부; 및
    상기 암 바디와 상기 인서트 몰딩부 사이에 배치되는 삽입 장치를 포함하는 하이브리드 암이며,
    상기 삽입 장치는,
    판상으로 형성되고, 상기 암 바디와 접촉하는 외측면 및 상기 인서트 몰딩부와 접촉하는 내측면을 갖는, 몸체; 및
    상기 몸체의 내측면에서 하방으로 돌출되도록 형성된 적어도 하나의 돌출부를 포함하는, 하이브리드 암.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 삽입 장치는 상기 몸체의 양 측단부에서 각각 하방으로 연장하는 한 쌍의 다리부를 더 포함하는, 하이브리드 암.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 암 바디는 상벽 및 상기 상벽의 양 측단부로부터 하방으로 연장되는 양 측벽을 포함하고,
    상기 삽입 장치의 몸체의 외측면은 상기 상벽의 내측면과 접촉하고,
    상기 삽입 장치의 양 다리부의 외측면은 상기 양 측벽의 내측면과 접촉하는, 하이브리드 암.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 한 쌍의 다리부는 각각 한 쌍의 다리부의 내측면으로부터 내측으로 돌출되도록 형성된 적어도 하나의 제2 돌출부를 포함하는, 하이브리드 암.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 삽입 장치는 PA6 또는 PA66 재질로 구성된, 하이브리드 암.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 삽입 장치의 다리부의 두께는 상기 다리부의 내측면과 접촉하는 상기 인서트 몰딩부의 일 부분의 두께보다 두껍고,
    상기 다리부의 두께와 상기 다리부의 내측면과 접촉하는 상기 인서트 몰딩부의 일 부분의 두께를 합한 두께는 상기 인서트 몰딩부의 두께보다 얇은, 하이브리드 암.
  13. 금속재질의 암 바디를 제작하는 단계;
    판상으로 형성된 몸체 및 상기 몸체의 내측면에서 하방으로 돌출되도록 형성된 제1 돌출부를 포함하는 삽입 장치를 제작하는 단계;
    상기 암 바디의 일측에 상기 삽입 장치를 배치시키는 단계;
    상기 삽입 장치 및 상기 암 바디를 금형 내에 배치하는 단계; 및
    상기 금형 내에 플라스틱 몰딩재를 사출하는 단계를 포함하는, 하이브리드 암 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 삽입 장치는 상기 몸체의 양 측단부에서 각각 하방으로 연장하는 한 쌍의 다리부를 더 포함하고,
    상기 한 쌍의 다리부는 각각 한 쌍의 다리부의 내측면으로부터 내측으로 돌출되도록 형성된 제2 돌출부를 포함하는, 하이브리드 암 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 암 바디는 상벽 및 상기 상벽의 양 측단부로부터 하방으로 연장되는 양 측벽을 포함하고,
    상기 암 바디의 일측에 상기 삽입 장치를 접촉시키는 단계는,
    상기 삽입 장치의 몸체의 외측면과 상기 암 바디의 상벽의 내측면을 접촉 시키는 단계; 및
    상기 삽입 장치의 양 다리부의 외측면과 상기 암 바디의 양 측벽의 내측면을 접촉시키는 단계를 포함하는, 하이브리드 암 제조 방법.
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