KR20230168331A - Control arm and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

하이브리드 컨트롤암, 및 이의 제조 방법이 개시된다. 개시된 하이브리드 컨트롤암은, 개시된 하이브리드 컨트롤암은, 제1 금속으로 이루어진 코어, 및 제1 금속보다 강도 및 밀도가 작은 제2 금속으로 이루어지고 코어를 에워싸는 외층을 구비한 암; 암의 일 측에 결합되는 볼 조인트; 및 암의 타 측에 결합되는 부시;를 구비한다. A hybrid control arm and a method of manufacturing the same are disclosed. The disclosed hybrid control arm includes an arm having a core made of a first metal, and an outer layer made of a second metal whose strength and density are lower than that of the first metal and surrounding the core; A ball joint coupled to one side of the arm; and a bush coupled to the other side of the arm.

Description

하이브리드 컨트롤암 및 이의 제조 방법{CONTROL ARM AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}Hybrid control arm and manufacturing method thereof {CONTROL ARM AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 차량용 현가장치(suspension)를 구성하는 컨트롤암에 관한 것으로, 두 종류의 금속 소재가 일체로 접합 형성된 하이브리드 컨트롤암 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control arm that constitutes a vehicle suspension, and to a hybrid control arm in which two types of metal materials are integrally joined and a method of manufacturing the same.

컨트롤암(control arm)은 차량용 현가장치를 구성하는 부재로서 서스펜션암(suspension arm)으로도 불리운다. 컨트롤암은 대략 알파벳 V자 형상의 암 부재(arm member), 암 부재의 일 측에 결합된 볼 조인트(ball joint), 및 암 부재의 타 측에 결합된 부시(bush)를 구비한다. 암 부재의 일 측의 볼 조인트(ball joint)는 차륜의 휠에 결합되는 조향 너클(steering knuckle)에 연결되고, 암 부재의 타 측의 부시는 차체(body)에 연결된다. A control arm is a member that constitutes a vehicle suspension system and is also called a suspension arm. The control arm includes an arm member approximately in the shape of an alphabet V, a ball joint coupled to one side of the arm member, and a bush coupled to the other side of the arm member. The ball joint on one side of the arm member is connected to a steering knuckle coupled to the wheel of the vehicle, and the bush on the other side of the arm member is connected to the vehicle body.

종래에 컨트롤암을 경량화하기 위해 알루미늄 합금 소재를 사용하는 방법이 알려져 있다. 그런데 이 경우에 컨트롤암의 원가가 높아지는 문제가 있다. Conventionally, a method of using an aluminum alloy material to lighten a control arm is known. However, in this case, there is a problem that the cost of the control arm increases.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0002150호(2018.01.08. 공개, 발명의 명칭: 현가장치용 어퍼암)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2018-0002150 (published on January 8, 2018, title of the invention: Upper arm for suspension device).

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강도가 상대적으로 우수한 제1 금속으로 이루어진 코어와, 상기 코어를 에워싸는 제2 금속으로 이루어진 외층(outer layer)를 구비한 컨트롤암 및 이의 제조 방법을 제공한다. The present invention is intended to solve the above problems, and provides a control arm having a core made of a first metal with relatively excellent strength and an outer layer made of a second metal surrounding the core, and a method of manufacturing the same. do.

본 발명은, 제1 금속으로 이루어진 코어(core), 및 상기 제1 금속보다 강도 및 밀도가 작은 제2 금속으로 이루어지고 상기 코어를 에워싸는 외층(outer layer)을 구비한 암(arm); 상기 암의 일 측에 결합되는 볼 조인트(ball joint); 및 상기 암의 타 측에 결합되는 부시(bush);를 구비하는 하이브리드 컨트롤암을 제공한다. The present invention relates to an arm having a core made of a first metal, and an outer layer made of a second metal whose strength and density are lower than that of the first metal and surrounding the core; A ball joint coupled to one side of the arm; and a bush coupled to the other side of the arm.

상기 제1 금속은 스틸(steel)이고, 상기 제2 금속은 알루미늄 합금일 수 있다. The first metal may be steel, and the second metal may be an aluminum alloy.

상기 부시는 한 쌍이 구비되고, 상기 외층은, 상기 볼 조인트가 끼워지도록 개방된 볼 조인트 결합 통공이 형성된 볼 조인트 결합부; 상기 볼 조인트 결합부를 중심으로 좌우 대칭되게 연장되는 한 쌍의 암 렉부(arm leg portion); 및 상기 한 쌍의 암 렉부의 말단에 이어지고, 상기 한 쌍의 부시가 하나씩 결합되는 한 쌍의 부시 결합부;를 구비할 수 있다. The bush is provided in a pair, and the outer layer includes a ball joint coupling portion having an open ball joint coupling hole for inserting the ball joint; a pair of arm leg portions extending left and right symmetrically around the ball joint coupling portion; and a pair of bush coupling portions connected to the ends of the pair of arm rack portions, to which the pair of bushes are coupled one by one.

상기 코어는, 상기 볼 조인트 결합부의 내부에 내재된 볼 조인트 결합 코어부; 및 상기 한 쌍의 암 렉부의 내부에 내재되며 상기 볼 조인트 결합 코어부와 이어지는 한 쌍의 암 렉 코어부(arm leg core portion);를 구비할 수 있다. The core includes a ball joint coupling core portion embedded within the ball joint coupling portion; and a pair of arm leg core portions embedded within the pair of arm leg portions and connected to the ball joint coupling core portion.

상기 한 쌍의 암 렉 코어부에는 상기 코어의 중량을 줄이기 위한 중량 절감 통공이 형성될 수 있다. A weight saving hole may be formed in the pair of arm rack core portions to reduce the weight of the core.

또한 본 발명은, 제1 금속으로 이루어진 코어를 제작하는 코어 제작 단계; 상기 제1 금속보다 강도 및 밀도가 작은 제2 금속으로 이루어진 외층으로 상기 코어를 에워싸서 상기 코어와 상기 코어를 에워싸는 외층을 구비한 암(arm)을 제작하는 암 제작 단계; 상기 암의 일 측에 볼 조인트(ball joint)를 결합하는 볼 조인트 결합 단계; 및 상기 암의 타 측에 부시(bush)를 결합하는 부시 결합 단계;를 구비하는 하이브리드 컨트롤암의 제조 방법을 제공한다. In addition, the present invention includes a core manufacturing step of manufacturing a core made of a first metal; An arm manufacturing step of surrounding the core with an outer layer made of a second metal having lower strength and density than the first metal to manufacture an arm having the core and an outer layer surrounding the core; A ball joint coupling step of coupling a ball joint to one side of the arm; and a bush coupling step of coupling a bush to the other side of the arm.

상기 제2 금속의 용융점은 상기 제1 금속의 용융점보다 낮고, 상기 암 제작 단계는, 상기 코어를 주조용 금형의 내부에 삽입하고, 상기 주조용 금형의 내부에 상기 제2 금속의 용탕(molten metal)을 주입하고 경화시켜 상기 암을 형성하는 코어 삽입 주조 단계;를 포함할 수 있다. The melting point of the second metal is lower than the melting point of the first metal, and the arm manufacturing step includes inserting the core into the inside of a casting mold, and inserting the core into the inside of the casting mold. ) may be included; a core insertion casting step of injecting and curing to form the arm.

상기 코어 제작 단계는 상기 코어에 금형 고정 돌기를 형성하는 금형 고정 돌기 형성 단계를 포함하고, 상기 코어 삽입 주조 단계는, 상기 주조용 금형이 형개(型開)된 상태에서 상기 코어를 상기 주조용 금형에 탑재하는 코어 탑재 단계; 상기 주조용 금형을 형합(型合)하여 상기 금형 고정 돌기를 물어서 상기 코어를 상기 주조용 금형 내부에 고정하는 형합 단계; 상기 주조용 금형의 내부에 상기 용탕을 주입하는 용탕 주입 단계; 상기 주조용 금형이 형합된 상태에서 상기 용탕을 경화시켜 상기 암을 형성하는 경화 단계; 및 상기 주조용 금형을 형개하고 상기 암을 취출하는 형개 및 취출 단계;를 구비할 수 있다.The core manufacturing step includes a mold fixing protrusion forming step of forming a mold fixing protrusion on the core, and the core insertion casting step includes inserting the core into the casting mold in a state in which the casting mold is mold-opened. A core mounting step of mounting on; A mold joining step of clamping the casting mold and fixing the core inside the casting mold by biting the mold fixing protrusion; A molten metal injection step of injecting the molten metal into the casting mold; A curing step of forming the arm by hardening the molten metal in a state in which the casting mold is joined; and a mold opening and extraction step of opening the casting mold and taking out the arm.

상기 코어 삽입 주조 단계는, 상기 형개 및 취출 단계 이후에 상기 암에서 상기 금형 고정 돌기를 제거하는 금형 고정 돌기 제거 단계;를 더 구비할 수 있다. The core insertion casting step may further include a mold fixing protrusion removal step of removing the mold fixing protrusion from the arm after the mold opening and ejecting steps.

상기 코어 제작 단계는 상기 제1 금속으로 이루어진 금속판을 프레스 가공하여 코어를 제작하는 프레스 가공 단계를 포함할 수 있다. The core manufacturing step may include a press processing step of manufacturing a core by press processing a metal plate made of the first metal.

상기 제1 금속은 스틸(steel)이고, 상기 제2 금속은 알루미늄 합금일 수 있다. The first metal may be steel, and the second metal may be an aluminum alloy.

본 발명의 하이브리드 컨트롤암은 저가이나 강도가 높은 코어 및 고가이나 가벼운 외층을 구비하여 충분한 강성을 가지면서도 제조 원가가 절감된다. The hybrid control arm of the present invention has a low-cost but high-strength core and an expensive but light outer layer, thereby reducing manufacturing costs while maintaining sufficient rigidity.

본 발명의 하이브리드 컨트롤암에 구비된 암은 제1 금속만으로 이루어진 암을 구비한 컨트롤암보다 가볍다. 한편, 같은 체적인 경우에는 제2 금속만으로 이루어진 암보다는 무겁지만, 두께나 폭을 축소하더라도 충분한 강성을 확보할 수 있기 때문에 두께나 폭을 축소 설계하여 경량화하기 쉽다. The arm provided in the hybrid control arm of the present invention is lighter than the control arm provided with an arm made only of the first metal. On the other hand, in the case of the same volume, it is heavier than an arm made only of the second metal, but sufficient rigidity can be secured even if the thickness or width is reduced, so it is easy to reduce the weight by designing the thickness or width to be reduced.

코어 삽입 주조 방법으로 암을 형성하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 암을 주조용 금형에서 취출한 후에 상기 암에서 금형 고정 돌기가 제거되며, 상기 금형 고정 돌기가 제거된 표면이 볼 조인트의 일 부분, 구체적으로 볼 시트(ball sheet)에 의해 노출되지 않게 밀봉되므로, 이종 금속 소재가 접합된 부분에 발생하는 갈바니 부식(galvanic corrosion)이 억제된다. According to a preferred embodiment of the present invention for forming an arm by a core insertion casting method, the mold fixing protrusion is removed from the arm after the arm is taken out of the casting mold, and the surface from which the mold fixing protrusion is removed is one of the ball joints. Since the part, specifically the ball sheet, is sealed so as not to be exposed, galvanic corrosion that occurs in the part where dissimilar metal materials are joined is suppressed.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 컨트롤암을 아래에서 본 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 컨트롤암의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2를 III-III에 따라 절개 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 암을 제조하는데 사용되는 코어를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 IV 부분을 확대하여 아래에서 본 사시도이다. Figure 1 is a perspective view of a hybrid control arm according to an embodiment of the present invention viewed from below.
Figure 2 is an exploded perspective view of a hybrid control arm according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2 taken along line III-III.
Figure 4 is a perspective view showing the core used to manufacture the arm of Figure 2, and Figure 5 is an enlarged perspective view of part IV of Figure 4 viewed from below.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 컨트롤암 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, a hybrid control arm and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The terminology used in this specification is a term used to appropriately express preferred embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention of the user or operator or the customs of the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 컨트롤암을 아래에서 본 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 컨트롤암의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2를 III-III에 따라 절개 도시한 단면도이며, 도 4는 도 2의 암을 제조하는데 사용되는 코어를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 IV 부분을 확대하여 아래에서 본 사시도이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 컨트롤암(10)은 현가장치(suspension)의 어퍼암(upper arm)으로서 차량의 차체(body)와 차륜 측의 조향 너클을 연결한다. 하이브리드 컨트롤암(10)은 암(arm)(11), 한 쌍의 부시(bush)(50), 및 하나의 볼 조인트(ball joint)(60)를 구비한다. Figure 1 is a perspective view of a hybrid control arm according to an embodiment of the present invention from below, Figure 2 is an exploded perspective view of a hybrid control arm according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a section of Figure 2 along III-III. It is a cross-sectional view, and FIG. 4 is a perspective view showing the core used to manufacture the arm of FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged perspective view of part IV of FIG. 4 viewed from below. Referring to Figures 1 to 5, the hybrid control arm 10 according to an embodiment of the present invention is an upper arm of the suspension and connects the body of the vehicle and the steering knuckle on the wheel side. do. The hybrid control arm 10 includes an arm 11, a pair of bushes 50, and a ball joint 60.

암(11)은 평면 형상이 대략 알파벳 V자 형상인 부재로서, 제1 금속으로 이루어진 코어(30)와, 제2 금속으로 이루어지고 코어(30)를 에워싸는 외층(outer layer)(13)을 구비한다. 제2 금속은 제1 금속보다 강도와 밀도가 작고, 용융점이 낮으며, 원가가 높다. 예를 들어, 제1 금속은 스틸(steel)이고, 제2 금속은 알루미늄 합금(aluminum alloy)일 수 있다. 암(11)은 코어(30)를 주조용 금형(미도시)의 내부에 삽입하고, 상기 주조용 금형의 내부에 제2 금속의 용탕(molten metal)을 주입하고 경화시키는 코어 삽입 주조에 의해 형성될 수 있다. The arm 11 is a member whose planar shape is approximately V-shaped and includes a core 30 made of a first metal and an outer layer 13 made of a second metal and surrounding the core 30. do. The second metal has lower strength and density, lower melting point, and higher cost than the first metal. For example, the first metal may be steel and the second metal may be aluminum alloy. The arm 11 is formed by core insertion casting in which the core 30 is inserted into a casting mold (not shown), and molten metal of the second metal is injected into the casting mold and hardened. It can be.

외층(13)은 볼 조인트(60)가 끼워지도록 개방된 볼 조인트 결합 통공(15)이 형성된 볼 조인트 결합부(14), 볼 조인트 결합부(14)를 중심으로 좌우 대칭되게 연장되는 한 쌍의 암 렉부(arm leg portion)(20), 및 한 쌍의 암 렉부(20)의 말단에 이어지는 한 쌍의 부시 결합부(24)를 구비한다. 한 쌍의 부시 결합부(24)에는 한 쌍의 부시(50)가 하나씩 결합되는 부시 결합 통공(25)이 각각 형성된다. The outer layer 13 includes a ball joint coupling portion 14 formed with an open ball joint coupling hole 15 for inserting the ball joint 60, and a pair of balls extending symmetrically around the ball joint coupling portion 14. It is provided with an arm leg portion (20) and a pair of bush engaging portions (24) connected to the ends of the pair of arm leg portions (20). A bush coupling through hole 25 to which a pair of bushes 50 are coupled one by one is formed in each pair of bush coupling portions 24 .

코어(30)는, 볼 조인트 결합부(14)의 내부에 내재된 볼 조인트 결합 코어부(31), 및 한 쌍의 암 렉부(20)의 내부에 내재되며 볼 조인트 결합 코어부(31)와 이어지는 한 쌍의 암 렉 코어부(arm leg core portion)(37)를 구비한다. 볼 조인트 결합 코어부(31)에는 볼 조인트 결합 통공(15)에 대응되는 일 측 통공(32)이 형성된다. The core 30 includes a ball joint coupling core portion 31 embedded within the ball joint coupling portion 14, and a ball joint coupling core portion 31 embedded within the pair of arm rack portions 20. It is provided with a pair of arm leg core portions (37) connected to each other. The ball joint coupling core portion 31 is formed with a hole 32 on one side corresponding to the ball joint coupling hole 15.

볼 조인트 결합 코어부(31)는 일 측 통공(32)을 한정하는 내주면에서 일 측 통공(32)의 중심을 향해 내측으로 돌출된 복수의 금형 고정 돌기(34)를 구비한다. 복수의 금형 고정 돌기(34)는 코어 삽입 주조에 의해 암(11)을 형성할 때 코어(30)가 주조용 금형(미도시)의 내부에서 위치 고정될 수 있도록 형합되는 주조용 금형에 물려지는 부분이다. 복수의 금형 고정 돌기(34)는 주조용 금형이 형개되어 암(11)이 상기 주조용 금형에서 취출된 이후에 예컨대, 절단, 절삭, 연마와 같은 기계 가공에 의해 제거된다. 도 3 및 도 5에 이점쇄선은 기계 가공에 의해 제거되는 복수의 금형 고정 돌기(34)의 경계선을 나타낸다. The ball joint coupling core portion 31 has a plurality of mold fixing protrusions 34 protruding inward from the inner peripheral surface defining the one side through hole 32 toward the center of the one side through hole 32. The plurality of mold fixing protrusions 34 are engaged with the casting mold so that the core 30 can be positioned fixed inside the casting mold (not shown) when forming the arm 11 by core insertion casting. It's part. The plurality of mold fixing protrusions 34 are removed by, for example, mechanical processing such as cutting, cutting, or polishing after the casting mold is opened and the arm 11 is taken out of the casting mold. In FIGS. 3 and 5 , the double-dashed lines indicate boundaries of a plurality of mold fixing protrusions 34 to be removed by machining.

한 쌍의 암 렉 코어부(37)는 볼 조인트 결합 코어부(31)를 중심으로 좌우 대칭되게 연장된다. 한 쌍의 암 렉 코어부(37)에는 코어(30)의 중량을 줄이기 위한 복수의 중량 절감 통공(39)이 형성된다. 또한 한 쌍의 암 렉 코어부(37)는 폭 방향 양 측 모서리에서 직교하는 방향으로 절곡 연장된 절곡 리브(rib)(38)를 구비한다. 절곡 리브(38)에 의해 코어(30) 및 이를 구비한 암(11)의 굽힘 및 휨에 대한 강성이 향상된다. 외층(13)의 한 쌍의 암 렉부(20)도 코어(30)의 절곡 리브(38)에 대응되게 폭 방향 양 측 모서리에서 직교하는 방향으로 절곡 연장된 리브부(rib portion)(22)를 구비한다. A pair of arm rack core portions 37 extend symmetrically left and right about the ball joint coupling core portion 31. A plurality of weight saving holes 39 are formed in the pair of arm rack core portions 37 to reduce the weight of the core 30. In addition, the pair of arm rack core portions 37 are provided with bent ribs 38 bent and extended in orthogonal directions from both edges in the width direction. The bending rib 38 improves the rigidity of the core 30 and the arm 11 provided therewith against bending and bending. The pair of arm rack portions 20 of the outer layer 13 also have rib portions 22 bent and extended in a direction perpendicular to both edges in the width direction to correspond to the bent ribs 38 of the core 30. Equipped with

볼 조인트(60)는 암(11)의 일 측, 구체적으로는 볼 조인트 결합부(14)의 볼 조인트 결합 통공(15)에 끼워져 결합된다. 구체적으로, 볼 조인트(60)는 볼 시트(ball sheet)(61), 볼 스터드(ball stud)(63), 더스트 커버(dust cover)(66), 제1 고정링(68), 및 제2 고정링(69)을 구비한다. 볼 스터드(63)는 볼 조인트 결합 통공(15)에 삽입되는 원형의 볼부(ball portion) 및 상기 볼부와 이어지며 볼 조인트 결합 통공(15)의 외부로 돌출되는 스터드부(stud portion)를 구비한다.The ball joint 60 is fitted and coupled to one side of the arm 11, specifically, the ball joint coupling hole 15 of the ball joint coupling portion 14. Specifically, the ball joint 60 includes a ball sheet 61, a ball stud 63, a dust cover 66, a first fixing ring 68, and a second It is provided with a fixing ring (69). The ball stud 63 has a circular ball portion inserted into the ball joint coupling hole 15 and a stud portion connected to the ball portion and protruding out of the ball joint coupling hole 15. .

볼 시트(61)는 상기 볼부를 에워싸고 상기 볼 조인트 결합 통공(15)에 삽입되는 것으로서, 볼 시트(61)의 내측면은 볼부의 외주면에 미끄럼 접촉되고, 볼 시트(61)의 외측면은 볼 조인트 결합 통공(15)을 한정하는 내측면(18)에 면 접촉 고정된다. 볼 시트(61)는 상기 내측면(18)에 의해 볼 조인트 결합 통공(15)의 내측면(18)이 노출되지 않게 밀봉된다. 볼 시트(61)에 끼워져 결합되는 볼 스터드(63)의 볼부는 볼 조인트 결합 통공(15) 내에서 분리 이탈되지 않으며, 회전 또는 틸팅(tilting)과 같이 자세 변경 가능하다.The ball seat 61 surrounds the ball portion and is inserted into the ball joint coupling hole 15. The inner surface of the ball seat 61 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the ball portion, and the outer surface of the ball seat 61 is The ball joint is fixed in surface contact to the inner surface 18 defining the coupling hole 15. The ball seat 61 is sealed by the inner surface 18 so that the inner surface 18 of the ball joint coupling hole 15 is not exposed. The ball portion of the ball stud 63, which is fitted and coupled to the ball seat 61, is not separated from the ball joint coupling hole 15 and can change its posture by rotating or tilting.

더스트 커버(66)는 볼 조인트 결합 통공(15)의 내측면(18)과 볼 시트(61)의 외측면 사이 또는 볼 시트(61)의 내측면과 볼부의 외주면 사이에 먼지, 미세입자(particle), 오니(汚泥)와 같은 이물질이 침투하지 않도록 막아주는 환형의 부재로서, 탄성 변형 가능하게 고무 소재로 형성된다. 제1 고정링(68)은 더스트 커버(66)의 일 측 단부가 볼 조인트 결합 통공(15)을 폐쇄하며 볼 조인트 결합부(14)에 탄성 밀착되도록 더스트 커버(66)의 일 측 단부를 감싸고 가압한다. 제2 고정링(69)은 더스트 커버(66)의 타 측 단부가 볼 스터드(63)의 스터드부의 외주면에 탄성 밀착되도록 더스트 커버(66)의 타 측 단부를 감싸고 가압한다. The dust cover 66 protects against dust and fine particles between the inner surface 18 of the ball joint coupling hole 15 and the outer surface of the ball seat 61 or between the inner surface of the ball seat 61 and the outer peripheral surface of the ball portion. ), a ring-shaped member that prevents foreign substances such as sludge from penetrating, and is made of elastically deformable rubber material. The first fixing ring 68 surrounds one end of the dust cover 66 so that one end of the dust cover 66 closes the ball joint coupling hole 15 and is in elastic close contact with the ball joint coupling portion 14. Pressurize. The second fixing ring 69 surrounds and presses the other end of the dust cover 66 so that the other end of the dust cover 66 comes into elastic close contact with the outer peripheral surface of the stud portion of the ball stud 63.

한 쌍의 부시(50)는 암(11)의 타 측, 구체적으로는 한 쌍의 부시 결합부(24)에 하나씩 결합된다. 한 쌍의 부시(50)는 한 쌍의 부시 결합 통공(25)에 하나씩 끼워진다. 볼 조인트(60)의 볼 스터드(63)의 스터드부는 조향 너클(미도시)에 결합되고, 한 쌍의 부시(50)의 부시 내륜은 차량의 차체(미도시)에 결합된다.The pair of bushes 50 are coupled one by one to the other side of the arm 11, specifically to the pair of bush coupling portions 24. A pair of bushes (50) are inserted one by one into a pair of bush coupling holes (25). The stud portion of the ball stud 63 of the ball joint 60 is coupled to the steering knuckle (not shown), and the bush inner ring of the pair of bushes 50 is coupled to the vehicle body (not shown).

하이브리드 컨트롤암(10)의 제조 방법은, 코어 제작 단계(S10), 암 제작 단계(S20), 볼 조인트 결합 단계(S30), 및 부시 결합 단계(S40)를 구비한다. 코어 제작 단계(S10)는 제1 금속으로 이루어진 코어(30)를 제작하는 단계이다. 제1 금속은 스틸일 수 있다. 코어 제작 단계(S10)는 제1 금속으로 이루어진 금속판(미도시)을 프레스 가공하여 코어(30)를 제작하는 프레스 가공 단계, 및 복수의 금형 고정 돌기(34)를 형성하는 금형 고정 돌기 형성 단계를 포함한다. 코어 제작 단계(S10)에 의해 볼 조인트 결합 코어부(31), 한 쌍의 암 렉 코어부(37), 및 복수의 금형 고정 돌기(34)를 구비한 코어(30)가 형성된다. The manufacturing method of the hybrid control arm 10 includes a core manufacturing step (S10), an arm manufacturing step (S20), a ball joint coupling step (S30), and a bush coupling step (S40). The core manufacturing step (S10) is a step of manufacturing the core 30 made of a first metal. The first metal may be steel. The core manufacturing step (S10) includes a press processing step of manufacturing the core 30 by press processing a metal plate (not shown) made of the first metal, and a mold fixing protrusion forming step of forming a plurality of mold fixing protrusions 34. Includes. Through the core manufacturing step (S10), a core 30 including a ball joint coupling core portion 31, a pair of arm rack core portions 37, and a plurality of mold fixing protrusions 34 is formed.

암 제작 단계(S20)는 제2 금속으로 이루어진 외층(13)으로 코어(30)를 에워싸서 코어(30) 및 코어(30)를 에워싸는 외층(13)을 구비한 암(11)을 제작하는 단계이다. 암 제작 단계(S20)는, 코어(30)를 주조용 금형(미도시)의 내부에 삽입하고, 상기 주조용 금형의 내부에 제2 금속의 용탕(molten metal)을 주입하고 경화시켜 암(11)을 형성하는 코어 삽입 주조 단계를 포함한다. The arm manufacturing step (S20) is a step of manufacturing the arm 11 having the core 30 and the outer layer 13 surrounding the core 30 by surrounding the core 30 with an outer layer 13 made of a second metal. am. In the arm manufacturing step (S20), the core 30 is inserted into a casting mold (not shown), and molten metal of the second metal is injected into the casting mold and hardened to form the arm 11. ) and a core insertion casting step to form the core.

상기 주조용 금형은 서로 밀착된 때 내부에 암(11)의 형상에 대응되는 캐비티(cavity)가 형성되는 제1 금형 및 제2 금형을 구비한다. 제1 금형과 제2 금형이 서로 밀착된 경우 주조용 금형이 형합(型合)되었다고 하고, 제1 금형과 제2 금형이 이격된 때 주조용 금형이 형개(型開)되었다고 한다. 제1 금형 및 제2 금형 중 하나에는 용탕을 상기 캐비티로 주입하기 위한 스프루(sprue)와, 상기 스프루를 통해 주입된 용탕을 캐비티로 안내하는 러너(runner)가 형성된다. The casting mold includes a first mold and a second mold in which a cavity corresponding to the shape of the arm 11 is formed inside when in close contact with each other. When the first mold and the second mold are in close contact with each other, the casting mold is said to have been joined, and when the first mold and the second mold are spaced apart, the casting mold is said to have been opened. A sprue for injecting molten metal into the cavity and a runner for guiding the molten metal injected through the sprue into the cavity are formed in one of the first mold and the second mold.

상기 코어 삽입 주조 단계는, 코어 탑재 단계, 형합 단계, 용탕 주입 단계, 경화 단계, 형개 및 취출 단계, 및 금형 고정 돌기 제거 단계를 구비한다. 코어 탑재 단계는, 주조용 금형이 형개(型開)된 상태에서 코어(30)를 주조용 금형에 탑재하는 단계이다. 구체적으로, 상기 코어 탑재 단계에서 주조용 금형의 제1 금형 및 제2 금형 중 하나에 코어(30)가 탑재될 수 있다. The core insertion casting step includes a core loading step, a mold joining step, a molten metal injection step, a hardening step, a mold opening and ejecting step, and a mold fixing protrusion removal step. The core mounting step is a step in which the core 30 is mounted on the casting mold in a state in which the casting mold is opened. Specifically, in the core mounting step, the core 30 may be mounted on one of the first mold and the second mold of the casting mold.

형합 단계는, 주조용 금형을 형합(型合)하여 서로에게 근접하는 제1 금형과 제2 금형이 복수의 금형 고정 돌기(34)를 물어서 코어(30)를 주조용 금형 내부에서 흔들리거나 이동하지 않도록 위치 고정하는 단계이다. 용탕 주입 단계는, 주조용 금형 내부의 캐비티에 용탕을 주입하는 단계이다. 제2 금속의 용융점이 제1 금속의 용융점보다 낮으며, 제2 금속으로 이루어진 용탕의 온도는 제2 금속의 용융점보다는 높지만 제1 금속의 용융점보다는 낮다. 따라서, 캐비티에 용탕이 주입되더라도 제1 금속으로 이루어진 코어(30)는 용융되지 않는다. 경화 단계는, 주조용 금형이 형합된 상태에서 상기 캐비티에 채워진 용탕을 경화시켜 암(11)을 형성하는 단계이다. In the mold joining step, the casting molds are joined together so that the first mold and the second mold, which are close to each other, bite the plurality of mold fixing protrusions 34 to prevent the core 30 from shaking or moving inside the casting mold. This is the step of fixing the position so that it does not occur. The molten metal injection step is a step of injecting molten metal into the cavity inside the casting mold. The melting point of the second metal is lower than the melting point of the first metal, and the temperature of the molten metal made of the second metal is higher than the melting point of the second metal but lower than the melting point of the first metal. Therefore, even if molten metal is injected into the cavity, the core 30 made of the first metal is not melted. The hardening step is a step of forming the arm 11 by hardening the molten metal filled in the cavity while the casting mold is joined.

형개 및 취출 단계는, 주조용 금형을 형개하고 코어(30)와 외층(13)이 일체로 결합된 암(11)을 취출하는 단계이다. 금형 고정 돌기 제거 단계는, 형개 및 취출 단계 이후에 암(11)에서 절단, 절삭, 연마와 같은 기계 가공 방법으로 복수의 금형 고정 돌기(34)를 제거하는 단계이다. The mold opening and extraction step is a step of opening the casting mold and taking out the arm 11 in which the core 30 and the outer layer 13 are integrally combined. The mold fixing protrusion removal step is a step of removing a plurality of mold fixing protrusions 34 from the arm 11 by a machining method such as cutting, cutting, or polishing after the mold opening and extraction steps.

볼 조인트 결합 단계(S30)는 암(11)의 일 측, 구체적으로는 볼 조인트 결합 통공(15)에 볼 조인트(60)를 끼워 결합하는 단계이다. 부연하면, 볼 조인트 결합 단계(S30)는 통공 내측면 연마 단계, 볼 시트 설치 단계, 볼 스터드 설치 단계, 및 더스트 커버 결합 단계를 구비한다. 통공 내측면 연마 단계는, 볼 조인트 결합 통공(15)의 내측면(18)에 볼 시트(61)의 외측면이 빈틈없이 면 접촉되어 부착되도록 볼 조인트 결합 통공(15)의 내측면(18)을 매끄럽게 연마하는 단계이다. 상기 금형 고정 돌기 제거 단계와 상기 통공 내측면 연마 단계는 동시에 또는 연이어 수행될 수 있다. The ball joint coupling step (S30) is a step of coupling the ball joint 60 to one side of the arm 11, specifically, the ball joint coupling hole 15. To elaborate, the ball joint coupling step (S30) includes a step of polishing the inner side of the hole, a ball seat installation step, a ball stud installation step, and a dust cover coupling step. In the step of polishing the inner surface of the ball joint, the inner surface 18 of the ball joint coupling hole 15 is adhered to the inner surface 18 of the ball joint coupling hole 15 so that the outer surface of the ball seat 61 is adhered in tight surface contact. This is the step of polishing the surface smoothly. The step of removing the mold fixing protrusions and the step of polishing the inner surface of the through hole may be performed simultaneously or sequentially.

볼 시트 설치 단계는, 볼 조인트 결합 통공(15)의 내측면(18)에 볼 시트(61)의 외측면이 면 접촉 및 부착되도록 볼 시트(61)를 볼 조인트 결합 통공(15)에 삽입 설치하는 단계이다. 볼 스터드 설치 단계는, 볼 스터드(63)의 볼부의 외주면이 볼 시트(61)의 내측면에 미끄럼 접촉되도록 볼 스터드(63)의 볼부를 볼 조인트 결합 통공(15)에 삽입 설치하는 단계이다. In the ball seat installation step, the ball seat 61 is inserted into the ball joint coupling hole 15 so that the outer surface of the ball seat 61 is in surface contact and attached to the inner surface 18 of the ball joint coupling hole 15. This is the step. The ball stud installation step is a step of inserting and installing the ball portion of the ball stud 63 into the ball joint coupling hole 15 so that the outer peripheral surface of the ball portion of the ball stud 63 is in sliding contact with the inner surface of the ball seat 61.

더스트 커버 결합 단계는, 더스트 커버(66)의 일 측 단부가 볼 조인트 결합 통공(15)을 폐쇄하며 볼 조인트 결합부(14)에 탄성 밀착되도록 제1 고정링(68)으로 더스트 커버(66)의 일 측 단부를 감싸고 가압하는 단계, 및 더스트 커버(66)의 타 측 단부가 볼 스터드(63)의 스터드부의 외주면에 탄성 밀착되도록 제2 고정링(69)으로 더스트 커버(66)의 타 측 단부를 감싸고 가압하는 단계를 포함한다. In the dust cover coupling step, one end of the dust cover 66 closes the ball joint coupling hole 15 and attaches the dust cover 66 to the first fixing ring 68 so that it is elastically adhered to the ball joint coupling portion 14. wrapping and pressing one end of the dust cover (66), and attaching the other end of the dust cover (66) to the other side of the dust cover (66) using the second fixing ring (69) so that the other end of the dust cover (66) is in elastic close contact with the outer peripheral surface of the stud portion of the ball stud (63). It includes wrapping and pressing the ends.

부시 결합 단계(S40)는 암(11)의 타 측의 한 쌍의 부시 결합부(24)에 한 쌍의 부시(50)를 각각 결합하는 단계이다. 부연하면, 부시 결합 단계(S40)는 한 쌍의 부시(50)를 한 쌍의 부시 결합 통공(25)에 하나씩 압입하여 결합시키는 단계를 포함한다. The bush coupling step (S40) is a step of coupling a pair of bushes 50 to a pair of bush coupling portions 24 on the other side of the arm 11. To elaborate, the bush coupling step (S40) includes the step of press-fitting a pair of bushes 50 into a pair of bush coupling through holes 25 one by one to couple them.

이상에서 설명한 하이브리드 컨트롤암(10)은 저가(低價)이지만 강도가 높은 코어(30) 및 고가(高價)이지만 가벼운 외층(13)을 구비하여 충분한 강성을 가지면서도 제조 원가가 절감된다. The hybrid control arm 10 described above has a low-cost but high-strength core 30 and an expensive but light outer layer 13, so that manufacturing costs are reduced while maintaining sufficient rigidity.

하이브리드 컨트롤암(10)에 구비된 암(11)은 제1 금속만으로 이루어진 암을 구비한 컨트롤암보다 가볍다. 한편, 같은 체적인 경우에는 제2 금속만으로 이루어진 암보다는 무겁지만, 두께나 폭을 축소하더라도 충분한 강성을 확보할 수 있기 때문에 두께나 폭을 축소 설계하여 경량화하기 쉽다. The arm 11 provided in the hybrid control arm 10 is lighter than the control arm provided with an arm made only of the first metal. On the other hand, in the case of the same volume, it is heavier than an arm made only of the second metal, but sufficient rigidity can be secured even if the thickness or width is reduced, so it is easy to reduce the weight by designing the thickness or width to be reduced.

코어 삽입 주조 방법으로 암(11)을 형성하는 하이브리드 컨트롤암 제조 방법에 따르면, 암(11)을 주조용 금형에서 취출한 후에 복수의 금형 고정 돌기(34)가 암(11)에서 제거되며, 복수의 금형 고정 돌기(34)가 제거된 표면이 볼 조인트(60)의 일 부분, 구체적으로 볼 시트(61)에 의해 노출되지 않게 밀봉된다. 따라서, 이 방법으로 제조된 하이브리드 컨트롤암(10)은, 이종 금속 소재가 접합된 부분에 발생하는 갈바니 부식(galvanic corrosion)이 억제된다.According to the hybrid control arm manufacturing method of forming the arm 11 by a core insertion casting method, after the arm 11 is taken out from the casting mold, a plurality of mold fixing protrusions 34 are removed from the arm 11, and a plurality of mold fixing protrusions 34 are removed from the arm 11. The surface from which the mold fixing protrusion 34 has been removed is sealed so as not to be exposed by a portion of the ball joint 60, specifically the ball seat 61. Therefore, in the hybrid control arm 10 manufactured by this method, galvanic corrosion occurring in the area where dissimilar metal materials are joined is suppressed.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is merely illustrative, and those skilled in the art will recognize that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. You will understand. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

10: 하이브리드 컨트롤암 11: 암
13: 외층 14: 볼 조인트 결합부
15: 볼 조인트 결합 통공 20: 암 렉부
24: 부시 결합부 30: 코어
31: 볼 조인트 결합 코어부 34: 금형 고정 돌기
37: 암 렉 코어부 39: 중량 절감 통공
50: 부시 60: 볼 조인트10: Hybrid control arm 11: Arm
13: Outer layer 14: Ball joint coupling part
15: Ball joint coupling hole 20: Arm leg part
24: Bush coupling portion 30: Core
31: Ball joint coupling core portion 34: Mold fixing protrusion
37: Arm rack core section 39: Weight saving hole
50: Bush 60: Ball joint

Claims (11)

제1 금속으로 이루어진 코어(core), 및 상기 제1 금속보다 강도 및 밀도가 작은 제2 금속으로 이루어지고 상기 코어를 에워싸는 외층(outer layer)을 구비한 암(arm);
상기 암의 일 측에 결합되는 볼 조인트(ball joint); 및
상기 암의 타 측에 결합되는 부시(bush);를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 컨트롤암.
An arm having a core made of a first metal, and an outer layer surrounding the core and made of a second metal having lower strength and density than the first metal;
A ball joint coupled to one side of the arm; and
A hybrid control arm comprising a bush coupled to the other side of the arm.
 제1 항에 있어서,
상기 제1 금속은 스틸(steel)이고, 상기 제2 금속은 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 하이브리드 컨트롤암.
According to claim 1,
A hybrid control arm, wherein the first metal is steel and the second metal is an aluminum alloy.
 제1 항에 있어서,
상기 부시는 한 쌍이 구비되고,
상기 외층은,
상기 볼 조인트가 끼워지도록 개방된 볼 조인트 결합 통공이 형성된 볼 조인트 결합부;
상기 볼 조인트 결합부를 중심으로 좌우 대칭되게 연장되는 한 쌍의 암 렉부(arm leg portion); 및
상기 한 쌍의 암 렉부의 말단에 이어지고, 상기 한 쌍의 부시가 하나씩 결합되는 한 쌍의 부시 결합부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 컨트롤암.
According to claim 1,
The bush is provided in a pair,
The outer layer is,
a ball joint coupling portion having an open ball joint coupling hole for inserting the ball joint;
a pair of arm leg portions extending left and right symmetrically around the ball joint coupling portion; and
A hybrid control arm comprising: a pair of bush coupling portions connected to ends of the pair of arm rack portions and where the pair of bushes are coupled one by one.
 제3 항에 있어서,
상기 코어는,
상기 볼 조인트 결합부의 내부에 내재된 볼 조인트 결합 코어부; 및
상기 한 쌍의 암 렉부의 내부에 내재되며 상기 볼 조인트 결합 코어부와 이어지는 한 쌍의 암 렉 코어부(arm leg core portion);를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 컨트롤암.
According to clause 3,
The core is,
a ball joint coupling core portion embedded within the ball joint coupling portion; and
A hybrid control arm comprising a pair of arm leg core portions embedded within the pair of arm leg portions and connected to the ball joint coupling core portion.
 제4 항에 있어서,
상기 한 쌍의 암 렉 코어부에는 상기 코어의 중량을 줄이기 위한 중량 절감 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 컨트롤암.
According to clause 4,
A hybrid control arm, characterized in that a weight saving hole is formed in the pair of arm rack core portions to reduce the weight of the core.
 제1 금속으로 이루어진 코어를 제작하는 코어 제작 단계;
상기 제1 금속보다 강도 및 밀도가 작은 제2 금속으로 이루어진 외층으로 상기 코어를 에워싸서 상기 코어와 상기 코어를 에워싸는 외층을 구비한 암(arm)을 제작하는 암 제작 단계;
상기 암의 일 측에 볼 조인트(ball joint)를 결합하는 볼 조인트 결합 단계; 및
상기 암의 타 측에 부시(bush)를 결합하는 부시 결합 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 컨트롤암의 제조 방법.
A core manufacturing step of manufacturing a core made of a first metal;
An arm manufacturing step of surrounding the core with an outer layer made of a second metal having lower strength and density than the first metal to manufacture an arm having the core and an outer layer surrounding the core;
A ball joint coupling step of coupling a ball joint to one side of the arm; and
A method of manufacturing a hybrid control arm, comprising: a bush coupling step of coupling a bush to the other side of the arm.
 제6 항에 있어서,
상기 제2 금속의 용융점은 상기 제1 금속의 용융점보다 낮고,
상기 암 제작 단계는,
상기 코어를 주조용 금형의 내부에 삽입하고, 상기 주조용 금형의 내부에 상기 제2 금속의 용탕(molten metal)을 주입하고 경화시켜 상기 암을 형성하는 코어 삽입 주조 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 컨트롤암의 제조 방법.
According to clause 6,
The melting point of the second metal is lower than the melting point of the first metal,
The arm production step is,
A core insertion casting step of inserting the core into a casting mold, injecting molten metal of the second metal into the casting mold and hardening it to form the arm. Method for manufacturing a hybrid control arm.
 제7 항에 있어서,
상기 코어 제작 단계는 상기 코어에 금형 고정 돌기를 형성하는 금형 고정 돌기 형성 단계를 포함하고,
상기 코어 삽입 주조 단계는,
상기 주조용 금형이 형개(型開)된 상태에서 상기 코어를 상기 주조용 금형에 탑재하는 코어 탑재 단계;
상기 주조용 금형을 형합(型合)하여 상기 금형 고정 돌기를 물어서 상기 코어를 상기 주조용 금형 내부에 고정하는 형합 단계;
상기 주조용 금형의 내부에 상기 용탕을 주입하는 용탕 주입 단계;
상기 주조용 금형이 형합된 상태에서 상기 용탕을 경화시켜 상기 암을 형성하는 경화 단계; 및
상기 주조용 금형을 형개하고 상기 암을 취출하는 형개 및 취출 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 컨트롤암 제조 방법.
According to clause 7,
The core manufacturing step includes a mold fixing protrusion forming step of forming a mold fixing protrusion on the core,
The core insertion casting step is,
A core mounting step of mounting the core to the casting mold in a state in which the casting mold is opened;
A mold joining step of clamping the casting mold and fixing the core inside the casting mold by biting the mold fixing protrusion;
A molten metal injection step of injecting the molten metal into the casting mold;
A curing step of forming the arm by hardening the molten metal in a state in which the casting mold is joined; and
A hybrid control arm manufacturing method comprising a mold opening and extraction step of opening the casting mold and taking out the arm.
 제8 항에 있어서,
상기 코어 삽입 주조 단계는,
상기 형개 및 취출 단계 이후에 상기 암에서 상기 금형 고정 돌기를 제거하는 금형 고정 돌기 제거 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 컨트롤암의 제조 방법.
According to clause 8,
The core insertion casting step is,
A method of manufacturing a hybrid control arm, further comprising a mold fixing protrusion removal step of removing the mold fixing protrusion from the arm after the mold opening and ejecting steps.
 제6 항에 있어서,
상기 코어 제작 단계는 상기 제1 금속으로 이루어진 금속판을 프레스 가공하여 코어를 제작하는 프레스 가공 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 컨트롤암의 제조 방법.
According to clause 6,
The core manufacturing step is a method of manufacturing a hybrid control arm, characterized in that it includes a press processing step of manufacturing a core by pressing a metal plate made of the first metal.
 제6 항에 있어서,
상기 제1 금속은 스틸(steel)이고, 상기 제2 금속은 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 하이브리드 컨트롤암의 제조 방법.
According to clause 6,
A method of manufacturing a hybrid control arm, wherein the first metal is steel and the second metal is an aluminum alloy.
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