WO2016175417A1 - 하이브리드 암 및 그 제조 방법 - Google Patents

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WO2016175417A1
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reinforcing
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ball
bearing member
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권태성
이성근
유병석
정세웅
김현우
권혁
권익진
윤영인
박민국
권순찬
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주식회사 일진
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid arm and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a hybrid arm and a method of manufacturing the ball joint is formed integrally.
  • the suspension system of a vehicle is a device that connects wheels to a vehicle body, which includes a spring that absorbs a shock from a road surface, a shock absorber that controls the action of the spring, an arm or link that controls the operation of the wheel, and a vehicle. It consists of a stabilizer and the like to prevent the rolling.
  • Suspension of the vehicle as described above is an important device for promoting ride comfort and running stability, mainly to stably support the vehicle body from the wheel while performing a function to suppress or quickly reduce the vibration provided from the wheel.
  • Such a suspension device uses a lower arm that performs the function of connecting the wheel to the vehicle body and supporting it.
  • FIG. 8 is a perspective view of a lower arm according to the prior art.
  • the lower arm 1 As shown in Fig. 8, the lower arm 1 according to the prior art has a body mounting bush 10 (commonly referred to as A bush in the art) and a damping joint 20 (common in the art) at three ends. G bushing) and the ball joint 30 is coupled to.
  • the vehicle body mounting bush 10 and the damping joint 20 are coupled to the vehicle body frame 2 by the respective assembly bolts 41 and 42, and the ball joint 30 is coupled to the knuckle of the wheel to upper Support the wheel with the arm.
  • the damping joint 20 is an impact harshness, which is a one-time vibration generated after a shock sound when a tire of a driving vehicle passes through a projection of a road surface during random excitation delivered from the outside of the vehicle. Phenomena, shimmy phenomena that swing to the left and right in the direction in which the steering wheel of the vehicle is turning, and judder phenomena where noise or vibration occurs on the steering wheel or dash panel when braking force is generated during high-speed driving. At the same time preventive.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a ball joint according to the prior art.
  • the ball joint 30 includes a housing 31, a bearing 32, a cap 33, a ball stud 34, and a dust cover 35.
  • the housing 31 is typically formed of a metal material in order to maintain the strength of the ball bearing, and the upper and lower ends thereof are opened.
  • Deformation portion 38 is integrally formed at the lower end of the housing 31.
  • the bearing 32 is mounted inside the housing 31 and is typically made of a plastic material.
  • the upper end of the bearing 32 is open, and a space is formed therein so that the ball 39 of the ball stud 34 is inserted.
  • the cap 33 supports the lower portion of the bearing 32 to close the lower end of the housing 31. That is, the bearing 32 is located inside the housing 31 and the cap 33 blocks the lower end of the housing 31. At this time, the deformable portion 38 of the housing 31 protrudes below the cap 33, and the deformable portion 38 is assembled to the cap 33 in order to assemble the cap 33 to the housing 31. Caulking towards you.
  • the ball stud 34 has a ball 39 which is inserted into the space of the bearing 32 and pivoted at one end thereof, and a thread 37 is formed at the other end thereof.
  • the dust cover 35 is to prevent foreign matter from entering between the bearing 32 and the ball 39, and is generally made of a material having elasticity such as rubber.
  • the dust cover 35 is inserted into the ball stud 34 and the housing. 31 is mounted on the top.
  • the dust cover 35 includes a fixing member 36 for fixing the upper and lower ends thereof.
  • the conventional ball joint as described above had to be used by manufacturing a metal housing as a casting and polishing the surface thereof, and an additional part for assembling the ball joint was used to increase the weight of the ball joint. Therefore, the weight of the vehicle, which typically uses several to tens of ball joints, increases not only the fuel economy of the vehicle, but also the conventional ball joint has to undergo an additional assembly process that is press-fitted to the lower arm, thus increasing the manufacturing time. There was a problem that the manufacturing cost is rising.
  • the present invention is to solve the above problems, the problem to be solved by the present invention, the hybrid arm formed by inserting the second body and the housing into the first body coupled to the reinforcing material by the ball joint integrally formed And a method for producing the same.
  • the first body is made of a metal material, a plurality of ends are formed; A second main body configured to fill an inner side of the first main body by insert injection into the first main body; And a ball joint integrally formed at a first end of the plurality of ends of the first body, wherein the ball joint includes: a reinforcing member coupled to the first end; A bearing member having a space formed therein; A ball stud including a ball rotatably inserted into a space of the bearing member and a rod extending upwardly of the ball; And a housing interposed between the reinforcing member and the bearing member and integrally formed with the second body.
  • the reinforcing member may be formed through the hole toward the inside of the first body so that the molten plastic passes through.
  • the inner circumferential surface of the stiffener may be formed with a recess along the circumferential direction.
  • the bearing member may include a first bearing and a second bearing, and one of the first and second bearings may have a first protrusion having an inner circumferential surface protruding upward, and the other of the first and second bearings.
  • a second protrusion corresponding to the first protrusion having an outer circumferential surface protruding downward may be formed.
  • the housing may be formed by insert-injecting molten plastic into the reinforcement and the bearing member, support the outer circumferential surface of the bearing member, and surround the inner and outer circumferential surfaces of the reinforcement.
  • An edge of the first body may extend downward to form first and second side reinforcement parts, and a lower end of the first side reinforcement part may extend to an inside of the first body to form a first extension part.
  • a lower end of the second side reinforcement part may extend to the inside of the first body to form a second extension part, and the first and second extension parts may be formed to have a gradually wider area toward the reinforcement side.
  • a first arc portion corresponding to the outer circumferential surface of the stiffener may be formed at the first end of the first body, and a first junction may be formed at one side of the first side reinforcement portion to contact the outer circumferential surface of the stiffener.
  • One side of the first extension portion may be formed with a second arc portion corresponding to the outer circumferential surface of the reinforcement, one side of the second side reinforcement portion may be formed with a second joint portion to contact the outer circumferential surface of the reinforcement, the second One side of the extension may be formed with a third arc portion corresponding to the outer peripheral surface of the reinforcing material.
  • the reinforcing material may be welded to the first arc portion, the first junction portion, the second arc portion, the second junction portion, and the third arc portion.
  • the second body may be formed to surround the inner and outer sides of the first and second side reinforcement parts and the inner and outer sides of the first and second extension parts.
  • the second main body may be formed of a heterogeneous material with the first main body, and a plurality of reinforcing ribs extending downward may be provided inside the second main body.
  • a plurality of button holes may be formed in the first body, and a plurality of button parts may be formed integrally coupled to the plurality of button holes when the second body is inserted into the first body.
  • Method of manufacturing a hybrid arm forming a first body by processing a metal plate; Coupling a reinforcement to the first end of the first body; Fixing a rod of a ball stud so that an outer circumferential surface of a bearing member is spaced apart from an inner circumferential surface of the stiffener; And insert-injecting the housing of the second body and the ball joint into the first body.
  • the reinforcing member may have a through-hole formed to allow molten plastic to pass therethrough.
  • the reinforcing member may face the inside of the first body. May be welded to the first end of the first body.
  • the step of forming the first body by processing the metal plate material may include forming first and second side reinforcing parts extending downward of the first body by processing an edge of the metal plate material; And forming first and second extension parts by processing lower ends of the first and second side reinforcement parts.
  • the ball joint may be integrally formed on the hybrid arm by insert-injecting the second body and the housing into the first body to which the reinforcing material is coupled. Accordingly, the assembly process of the ball joint can be eliminated to improve the manufacturability and reduce the manufacturing cost. In addition, the weight of the hybrid arm can be reduced since a separate cap part for the ball joint is not required.
  • FIG. 1 is a front perspective view of a hybrid arm according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a bottom perspective view of a first body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view illustrating a portion A of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a bottom view of a hybrid arm in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating part B of FIG. 1.
  • FIG. 6 is a view for explaining the coupling of the first body and the reinforcing material according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart of a method of manufacturing a hybrid arm according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of a lower arm according to the prior art.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a ball joint according to the prior art.
  • the hybrid arm and the method of manufacturing the same according to the embodiment of the present invention described above are applicable to all arm members to which the ball joint for a vehicle is mounted, and the following description will be given using the vehicle lower arm as an example.
  • FIG. 1 is a front perspective view of a hybrid arm according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a bottom perspective view of a first body according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view showing part A of FIG. 5 is a cross-sectional view of the bottom of the hybrid arm according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a cross-sectional view showing part B of Figure 1
  • Figure 6 is for explaining the coupling of the first body and the reinforcement according to an embodiment of the present invention
  • 7 is a flowchart of a method for manufacturing a hybrid arm according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a perspective view of a lower arm according to the prior art
  • FIG. 9 is a sectional view of a ball joint according to the prior art.
  • the side where the hybrid arm 100 is connected to the knuckle of the wheel is 'one side', and when the side is connected to the body frame when installed to the body frame, the 'other side'.
  • the direction from the hybrid arm 100 toward the ground is referred to as 'down', and the opposite direction is referred to as 'up'.
  • the forward direction of the vehicle in which the hybrid arm 100 is installed is referred to as 'front', and the opposite direction is referred to as 'rear'.
  • the hybrid arm 100 may be provided at one end of the first body 141, the second body 143, and the first body 141. It may include a ball joint 130 formed integrally.
  • the first body 141 is made of a metal material.
  • the first body 141 is generally formed in the shape of " ⁇ ".
  • the first body 141 is generally formed in a plate shape.
  • First ends are formed on one side of the first body 141, and second and third ends are formed on the other side of the first body. The second end is formed in front of the third end.
  • the ball joint 130 is integrally formed at the first end of the first body 141.
  • the hybrid arm 100 may be connected to the knuckle of the wheel via the ball joint 130.
  • a reinforcement 135 is coupled to the first end of the first body 141.
  • the reinforcement 135 has a cylindrical shape in which both top and bottom ends thereof are opened.
  • a first arc portion 141a corresponding to the outer circumferential surface of the stiffener 135 is formed at the first end of the first body 141.
  • the first arc portion 141a is formed to be concave so as to contact the outer circumferential surface of the reinforcing member 135.
  • An arc-shaped center of the first circular arc part 141a may be positioned on a central axis of the reinforcing member 135.
  • a bush hole 140a is formed at the second end of the first body 141.
  • a mounting bush 110 may be inserted into the bush hole 140a to be connected to the vehicle body frame.
  • a damping joint hole 140b is formed at the third end of the first body 141.
  • a damping joint 120 may be inserted into the damping joint hole 140b to be connected to the vehicle body frame.
  • a shock absorber 1411 is formed between the three ends of the first body 141 to penetrate the first body 141 in the vertical direction.
  • the shock absorber 1411 may be installed with a shock absorber.
  • a plurality of first button holes 1413a are formed at predetermined intervals between the first and second ends.
  • a plurality of first button portions 1435a are integrally coupled to the plurality of first button holes 1413a.
  • the plurality of first button portions 1435a may be formed by injecting molten plastic into the plurality of first button holes 1413a.
  • a plurality of second button holes 1413b may be formed between the second end portion and the third end portion.
  • a plurality of second button portions 1435b are integrally coupled to the plurality of second button holes 1413b.
  • the plurality of second button portions 1435b may be formed by injecting molten plastic into the plurality of second button holes 1413b.
  • Edges of the first body 141 extend downward to form first, second and third side reinforcement parts 1415a, 1415b, and 1415c.
  • the first, second, and third side reinforcing parts 1415a, 1415b, and 1415c may be integrally formed by bending the edge of the first body 141 downward.
  • the first, second, and third side reinforcing parts 1415a, 1415b, and 1415c may form side surfaces of the first body 141.
  • the direction toward the portion surrounded by the first, second, and third side reinforcing parts 1415a, 1415b, and 1415c is referred to as an 'inner' of the first body 141, and the opposite direction is referred to as the first body ( It is referred to as 'outside' in 141).
  • the first side reinforcement part 1415a is formed between the first end and the second end of the first body 141.
  • One side of the first side reinforcing portion 1415a is formed such that the first joining portion 1417a is in contact with the outer circumferential surface of the reinforcing member 135.
  • a lower end of the first side reinforcing part 1415a extends into the first body 141 to form a first extension part 1418a.
  • a lower end of the first side reinforcing part 1415a may be bent into the first body 141.
  • Cross sections of the first side reinforcing parts 1415a and the first extension parts 1418a may be formed in a “ ⁇ ” shape.
  • One side of the first extension part 1418a is provided with a second arc portion 1421a corresponding to the outer circumferential surface of the reinforcing material 135.
  • the second arc portion 1421a is formed to be concave so as to contact an outer circumferential surface of the reinforcing member 135.
  • An arc-shaped center of the second circular arc part 1421a may be positioned on a central axis of the reinforcing member 135.
  • the radius of curvature of the second arc portion 1421a may be the same as the radius of curvature of the first arc portion 141a.
  • the first and second circular arc portions 141a and 1421a are spaced apart from each other.
  • the first extension part 1419a may be formed in a shape in which an area gradually increases toward the reinforcing member 135.
  • the second side reinforcement part 1415b is formed between the first and third ends of the first body 141.
  • a second joining portion 1417b is formed to be in contact with an outer circumferential surface of the reinforcing member 135.
  • a lower end of the second side reinforcing part 1415b extends into the first body 141 to form a second extension part 1418b.
  • One side of the second extension part 1418b is provided with a third arc portion 1421b corresponding to the outer circumferential surface of the reinforcing material 135.
  • the third arc portion 1421b is formed to be concave so as to contact the outer circumferential surface of the reinforcing material 135.
  • An arc-shaped center of the third circular arc part 1421b may be positioned on a central axis of the reinforcing member 135.
  • the radius of curvature of the third arc portion 1421b may be the same as the radius of curvature of the first arc portion 141a.
  • the first and third arc portions 141a and 1421b are spaced apart from each other.
  • the second extension part 1419b may be formed in a shape in which an area gradually increases toward the reinforcing member 135.
  • the third side reinforcement part 1415c is formed between the second end and the third end of the first body 141. A lower end of the third side reinforcement part 1415c extends into the first body 141 to form a third extension part 1418c.
  • the second body 143 may be made of a plastic material.
  • the second body 143 may be formed of Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP).
  • GFRP Glass Fiber Reinforced Plastic
  • the second body 143 may be formed to have a shape of “ ⁇ ” by insert injection into the first body 141.
  • a shock absorber 1431 corresponding to the shock absorber 1411 of the first main body 141 is formed to penetrate the second main body 143 in the vertical direction.
  • the second body 143 is formed to fill the inside of the first body 141.
  • the second body 143 has an inner side surface of the first, second and third side reinforcement portions 1415a, 1415b, and 1415c and an inner side surface of the first, second, and third extension portions 1419a, 1419b, and 1419c. It may be formed to surround.
  • the second body 143 has an inner and an outer surface of the first, second, third, and side reinforcing parts 1415a, 1415b, and 1415c, and the first, second, and third extension parts 1419a, 1419b, and 1419c. It may be formed to surround both the inner and outer sides of the).
  • the second body 143 is the first, second, third, side reinforcement.
  • the inner and outer surfaces of the portions 1415a, 1415b, and 1415c and the inner and outer surfaces of the first, second, and third extension portions 1419a, 1419b, and 1419c are formed to surround both the first body 141 and the first, 2 main body 143 can be firmly coupled. That is, the separation of the second body 143 from the first body 141 can be prevented.
  • the second main body 143 may prevent damage of the first side reinforcing portion 1415a of the first main body 141.
  • a plurality of reinforcing ribs 1433 extending downward may be provided inside the second body 143.
  • the plurality of reinforcing ribs 1433 may cross each other and be provided in a lattice form. Both sides of the reinforcing rib 1433 are coupled to inner surfaces of the first, second, and third side reinforcing parts 1415a, 1415b, and 1415c.
  • the first side reinforcing rib 1433 when one side of the reinforcing rib 1433 is coupled to the first side reinforcing portion 1415a, the other side thereof is coupled to the second side reinforcing portion 1415b or the third side reinforcing portion 1415c.
  • the plurality of reinforcing ribs 1433 may support the first, second, and third side reinforcing parts 1415a, 1415b, and 1415c, thereby preventing the first body 141 from being bent by an external force.
  • the second body 143 may be formed of a different material from the first body 141.
  • the volume ratio of the first body 141 may be in a range of 10% to 99%.
  • the plurality of first button portions 1435a and the plurality of second button portions 1435b may be formed when the second main body 143 is inserted into the first main body 141. Since the plurality of first button portions 1435a and the plurality of second button portions 1435b are integrally coupled to the plurality of first button holes 1413a and the plurality of second button holes 1413b, the second The main body 143 may be prevented from being separated or shaken from the first main body 141.
  • the ball joint 130 may include the reinforcement 135, the ball stud 137, the bearing member 131, and the housing 133.
  • the reinforcement 135 is formed in a cylindrical shape.
  • the reinforcing material 135 may be made of a metal material.
  • the reinforcement 135 is coupled to the first end of the first body 141.
  • the reinforcing material 135 is the first arc portion 141a, the first bonding portion 1417a, the second arc portion 1421a, the second bonding portion 1417b, and the third arc portion 1421b. Can be welded to.
  • the reinforcing member 135 has a through-hole 1351 is formed toward the inside of the first body 141 so that the molten plastic passes.
  • the molten plastic may flow through the through hole 1351 to a mold of the housing 133 to form a housing 133 surrounding the reinforcement 135.
  • a recess 1353 may be formed on the inner circumferential surface of the stiffener 135.
  • the concave portion 1353 may be formed along the circumferential direction on the lower inner circumferential surface of the reinforcing member 135. The molten plastic is inserted into the recess 1353 and solidified when the insert is injected into the housing 133, thereby increasing the bonding force between the reinforcing material 135 and the housing 133.
  • a ball 1373 is formed at a lower end of the ball stud 137, and a rod 1371 having a cylindrical shape is integrally formed thereon.
  • the ball 1373 has a spherical shape, and the rod 1372 extends above the ball 1373.
  • the bearing member 131 has a cup shape having a space formed therein.
  • the space is shaped like a sphere similar to the size of the ball 1373.
  • the bearing member 131 has an upper end opening and a lower end closing.
  • the ball 1373 of the ball stud 137 is inserted into the space of the bearing member 131 so as to be rotatable.
  • the bearing member 131 may be made of a lubricated plastic material.
  • the bearing member 131 may include a first bearing 131a and a second bearing 131b.
  • the first bearing 131a may have a cup shape with an upper end opened and a lower end closed
  • the second bearing 131b may have an annular shape with both an upper end and a lower end opened.
  • a first protrusion 1311a having an inner circumferential surface protruding upward is formed at an upper end of the first bearing 131a.
  • a second protrusion 1311b corresponding to the first protrusion 1311a having an outer circumferential surface protruding downward is formed at a lower end of the second bearing 131b.
  • the first protrusion 1311a comes into close contact with the second protrusion 1311b to prevent molten plastic from infiltrating into the bearing member 131. Can be.
  • the bearing member 131 is formed by combining the first and second bearings 131a and 131b, the ball 1373 of the ball stud 137 does not need to be press-fitted into the internal space of the bearing member 131. Damage to the member 131 can be prevented.
  • the housing 133 is integrally formed with the second body 143.
  • the housing may be interposed between the reinforcing member 135 and the bearing member 131 to support an outer circumferential surface of the bearing member 131.
  • the housing 133 may be formed by insert molding molten plastic into the reinforcement 135 and the bearing member 131. That is, the housing 133 may be formed at the same time as the second body 143.
  • the housing 133 may be provided to surround both the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the reinforcing material 135.
  • a dust cover 139 may be mounted on an upper end of the housing 133 to prevent foreign matter such as dust or moisture from entering between the bearing member 131 and the ball 1373.
  • the dust cover 139 may be made of a rubber material.
  • the dust cover 139 may be fixed to the upper end of the housing 133 by the fixing member 132.
  • the first main body 141 is formed by processing a metal plate serving as a material of the first main body 141 (ST110). The edges of the metal sheet are pressed to form first, second and third side reinforcement portions 415a, 1415b, and 1415c. When the first, second and third side reinforcement parts 415a, 1415b, and 1415c are molded, the lower ends of the first, second and third side reinforcement parts 415a, 1415b, and 1415c are processed to form the first and second side reinforcement parts 415a, 1415b, and 1415c. , 3 extensions 1415a, 1415b, and 1415c. The shock absorber 1411, the plurality of first button holes 1413a, and the plurality of second button holes 1413b are formed.
  • the reinforcing material 135 is coupled to the first end of the first body 141 (ST120). Specifically, the reinforcing material 135 is the first arc portion 141a, the first bonding portion 1417a, the second arc portion 1421a, the second bonding portion 1417b, and the third arc portion 1421b. Can be welded to. In this case, the reinforcing member 135 may be coupled to the first body 141 such that the through hole 1351 of the reinforcing member 135 faces the inside of the first body 141.
  • the first body 141 When the reinforcing material 135 is coupled to the first body 141, the first body 141 is placed in a pre-fabricated injection mold (ST130).
  • the bearing member 131 to which the ball stud 137 is coupled is inserted into the reinforcement 135.
  • the rod 1372 of the ball stud 137 is fixed such that an outer circumferential surface of the bearing member 131 is spaced apart from an inner circumferential surface of the reinforcing member 135. Accordingly, a space capable of flowing molten plastic may be formed between the outer circumferential surface of the bearing member 131 and the inner circumferential surface of the reinforcing member 135.
  • the molten plastic is injected into the injection mold to insert and inject the housing 133 of the second body 143 and the ball joint 130 into the first body 141 (ST140).
  • the molten plastic is formed on the inner and outer surfaces of the first, second, third, side reinforcement parts 1415a, 1415b, and 1415c of the second body 143, and the first, second, and third extension parts 1419a, 1419b, and
  • the first body 141 and the second body 143 may be firmly coupled to each other after the inside and outside surfaces of the 1419c are solidified.
  • the plurality of reinforcing ribs 1433 may be formed inside the second body 143.
  • the molten plastic is flowed into the plurality of first button holes 1413a and the plurality of second button holes 1413b so that the plurality of first button portions 1435a and the plurality of second button portions 1435b are formed. Is formed. Accordingly, the second main body 143 may be prevented from being separated or shaken from the first main body 141.
  • the molten plastic filling the inside of the first body 141 is solidified after flowing into the space formed between the outer circumferential surface of the bearing member 131 and the inner circumferential surface of the stiffener 135 through the through hole 1351,
  • the ball joint 130 may be integrally formed with the hybrid arm 100.
  • the ball joint ( 130 may be integrally formed. Accordingly, the assembly process of the ball joint 130 is eliminated to improve the manufacturability and reduce the manufacturing cost. In addition, since a separate cap part for the ball joint 130 is unnecessary, the weight of the hybrid arm 100 may be reduced.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암은 금속 재질로 만들어지며, 복수 개의 단부가 형성되어 있는 제1 본체; 상기 제1 본체에 인서트 사출됨으로써 상기 제1 본체의 내측을 채우도록 형성된 제2 본체; 그리고 상기 제1 본체의 복수개의 단부 중 제1 단부에 일체로 형성된 볼 조인트;를 포함할 수 있으며, 상기 볼 조인트는 상기 제1 단부에 결합되는 보강재; 내부에 공간이 형성된 베어링부재; 상기 베어링부재의 공간에 회전 가능하게 삽입되는 볼과, 상기 볼의 상측으로 연장된 로드를 포함하는 볼 스터드; 그리고 상기 보강재와 상기 베어링부재 사이에 개재되며, 상기 제2 본체와 일체로 형성되는 하우징;을 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 암 및 그 제조 방법
본 발명은 하이브리드 암 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼 조인트가 일체로 형성되는 하이브리드 암 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치(suspension system)는 차체에 바퀴를 연결하는 장치로서, 노면에서의 충격을 흡수하는 스프링과, 스프링의 작용을 조절하는 쇽업소버, 바퀴의 작동을 제어하는 암이나 링크 그리고 자동차의 롤링을 방지하는 스태빌라이저 등으로 구성된다.
상기와 같은 차량의 현가장치는 승차감 및 주행 안정성을 도모하기 위한 중요한 장치로서, 주로 차체를 차륜으로부터 안정적으로 지지하면서 차륜으로부터 제공되는 진동을 억제하거나 신속하게 감소시키는 기능을 수행하게 된다.
이와 같은 현가장치에는 차륜을 차체에 연결하고 아울러 지지하는 기능을 수행하는 로어 암이 사용된다.
도 8은 종래 기술에 따른 로어 암의 사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 로어 암(1)은 세 개의 단부에 차체 마운팅 부시(10)(당 업계에서는 통상적으로 A부시라 함)와 댐핑 조인트(20)(당 업계에서는 통상적으로 G부시라 함) 및 볼 조인트(30)가 결합되는 구조로 되어 있다.
여기서, 상기 차체 마운팅 부시(10) 및 댐핑 조인트(20)는 각각의 조립 볼트(41, 42)에 의해 차체 프레임(2)에 결합되고, 상기 볼 조인트(30)는 차륜의 너클과 결합되어 어퍼 암과 함께 차륜을 지지하게 된다.
상기 댐핑 조인트(20)는 차량의 외부에서 절달되는 임의가진(random excitation) 중, 주행 중인 차량의 타이어가 노면의 돌출물을 통과할 때 충격음에 뒤이어 발생되는 단발적인 진동인 임팩트 하시니스(impact harshness)현상과, 선회중인 차량의 조향 핸들이 회전되는 방향의 좌우측으로 흔들리는 시미(shimmy)현상과, 고속 주행 시 제동력이 발생될 때 조향핸들이나 대시 패널에서 소음 또는 진동이 발생되는 저더(judder)현상을 동시에 예방하게 된다.
도 9는 종래 기술에 따른 볼 조인트의 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 볼 조인트(30)는 하우징(31), 베어링(32), 캡(33), 볼 스터드(34), 그리고 더스트 커버(35)를 포함한다.
하우징(31)은 볼 베어링의 강도를 유지하기 위하여 통상적으로 금속재질로 형성되어 있으며, 그 상단과 하단이 개구되어 있다. 상기 하우징(31)의 하단에는 변형부(38)가 일체로 형성되어 있다.
베어링(32)은 상기 하우징(31)의 내부에 장착되며, 통상적으로 플라스틱 재질로 만들어 진다. 상기 베어링(32)은 그 상단이 개구되어 있으며 그 내부에는 상기 볼 스터드(34)의 볼(39)이 삽입되도록 공간이 형성되어 있다.
캡(33)은 상기 베어링(32)의 하부를 지지하는 것으로 상기 하우징(31)의 하단부를 폐쇄한다. 즉, 베어링(32)을 상기 하우징(31)의 내부에 위치시키고 캡(33)으로 상기 하우징(31)의 하단부를 막는다. 이 때, 상기 하우징(31)의 변형부(38)는 캡(33)보다 아래로 돌출되어 있으며, 캡(33)을 하우징(31)에 조립하기 위하여 상기 변형부(38)를 캡(33)을 향하여 코킹(caulking)한다.
볼 스터드(34)는 그 일단에 상기 베어링(32)의 공간에 삽입되어 피벗되는 볼(39)이 형성되어 있으며, 그 타단에는 나사산(37)이 형성되어 있다.
더스트 커버(35)는 상기 베어링(32)과 볼(39) 사이에 이물질이 침입하는 것을 방지하는 것으로, 통상적으로 고무등의 탄력이 있는 재질로 만들어지며, 상기 볼 스터드(34)에 끼워져 상기 하우징(31)의 상부에 장착된다. 또한, 상기 더스트 커버(35)는 그 상단 및 하단을 고정해주는 고정부재(36)를 포함한다.
그러나 상기와 같은 종래의 볼 조인트는 주물로 금속 재질의 하우징을 제작하고 그 표면을 연마하여 사용해야 했으며 볼 조인트의 조립을 위한 추가적인 부품이 사용되어 볼 조인트의 중량이 증가하였다. 따라서 통상적으로 수개에서 수십개의 볼 조인트가 사용되는 차량의 중량이 증가하게 되어 차량의 연비를 저하시킬 뿐만 아니라, 종래의 볼 조인트는 로어 암에 압입 결합되는 추가적인 조립공정을 거쳐야 했으므로 제조 시간이 길어지고 제조 원가가 상승되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 보강재가 결합된 제1 본체에 제2 본체와 하우징을 인서트 사출함으로써 볼 조인트가 일체로 형성된 하이브리드 암 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암은, 금속 재질로 만들어지며, 복수 개의 단부가 형성되어 있는 제1 본체; 상기 제1 본체에 인서트 사출됨으로써 상기 제1 본체의 내측을 채우도록 형성된 제2 본체; 그리고 상기 제1 본체의 복수개의 단부 중 제1 단부에 일체로 형성된 볼 조인트;를 포함할 수 있고, 상기 볼 조인트는, 상기 제1 단부에 결합되는 보강재; 내부에 공간이 형성된 베어링부재; 상기 베어링부재의 공간에 회전 가능하게 삽입되는 볼과, 상기 볼의 상측으로 연장된 로드를 포함하는 볼 스터드; 그리고 상기 보강재와 상기 베어링부재 사이에 개재되며, 상기 제2 본체와 일체로 형성되는 하우징;을 포함할 수 있다.
상기 보강재에는 용융된 플라스틱이 통과되도록 통공부가 상기 제1 본체의 내측을 향하여 형성될 수 있다.
상기 보강재의 내주면에는 원주 방향을 따라 오목부가 형성될 수 있다.
상기 베어링부재는 제1 베어링 및 제2 베어링을 포함할 수 있고, 상기 제1, 2 베어링 중 하나에는 내주면이 상방으로 돌출된 제1 돌출부가 형성될 수 있으며, 상기 제1, 2 베어링 중 다른 하나에는 외주면이 하방으로 돌출된 상기 제1 돌출부에 대응하는 제2 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 하우징은 상기 보강재와 상기 베어링부재에 용융된 플라스틱을 인서트 사출함으로써 형성될 수 있고, 상기 베어링부재의 외주면을 지지할 수 있으며, 상기 보강재의 내주면 및 외주면을 감쌀 수 있다.
상기 제1 본체의 가장자리는 하방으로 연장되어 제1, 2 측면보강부가 형성될 수 있고, 상기 제1 측면보강부의 하단은 상기 제1 본체의 내측으로 연장되어 제1 연장부가 형성될 수 있으며, 상기 제2 측면보강부의 하단은 상기 제1 본체의 내측으로 연장되어 제2 연장부가 형성될 수 있고, 상기 제1, 2 연장부는 상기 보강재 측으로 갈수록 점차적으로 면적이 넓어지는 형태로 형성될 수 있다.
상기 제1 본체의 상기 제1 단부에는 상기 보강재의 외주면에 대응하는 제1 원호부가 형성될 수 있고, 상기 제1 측면보강부의 일측에는 상기 보강재의 외주면이 접하도록 제1 접합부가 형성될 수 있으며, 상기 제1 연장부의 일측에는 상기 보강재의 외주면에 대응하는 제2 원호부가 형성될 수 있고, 상기 제2 측면보강부의 일측에는 상기 보강재의 외주면이 접하도록 제2 접합부가 형성될 수 있으며, 상기 제2 연장부의 일측에는 상기 보강재의 외주면에 대응하는 제3 원호부가 형성될 수 있다.
상기 보강재는 상기 제1 원호부, 상기 제1 접합부, 상기 제2 원호부, 상기 제2 접합부, 및 상기 제3 원호부에 용접될 수 있다.
상기 제2 본체는 상기 제1, 2 측면보강부의 내외측면 및 상기 제1, 2 연장부의 내외측면을 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 제2 본체는 상기 제1 본체와 이종 재질로 형성될 수 있고, 상기 제2 본체의 내측에는 하방으로 연장된 복수개의 보강리브가 구비될 수 있다.
상기 제1 본체에는 복수개의 버튼공이 형성될 수 있고, 상기 제2 본체가 상기 제1 본체에 인서트 사출될 때 상기 복수개의 버튼공에 일체로 결합되는 복수개의 버튼부가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암의 제조 방법은, 금속판재를 가공하여 제1 본체를 성형하는 단계; 상기 제1 본체의 제1 단부에 보강재를 결합시키는 단계; 베어링부재의 외주면이 상기 보강재의 내주면으로부터 이격되도록 볼 스터드의 로드를 고정시키는 단계; 그리고 상기 제1 본체에 제2 본체 및 볼 조인트의 하우징을 인서트 사출시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 보강재에는 용융된 플라스틱이 통과되도록 통공부가 형성될 수 있고, 상기 제1 본체의 상기 제1 단부에 상기 보강재를 결합시키는 단계에서는, 상기 통공부가 상기 제1 본체의 내측을 향하도록 상기 보강재가 상기 제1 본체의 상기 제1 단부에 용접될 수 있다.
상기 금속판재를 가공하여 상기 제1 본체를 성형하는 단계는, 상기 금속판재의 가장자리를 가공하여 상기 제1 본체의 하방으로 연장된 제1, 2 측면보강부를 성형하는 단계; 그리고 상기 제1, 2 측면보강부의 하단을 가공하여 제1, 2 연장부를 성형하는 단계;를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 보강재가 결합된 제1 본체에 제2 본체와 하우징을 인서트 사출함으로써 하이브리드 암에 볼 조인트가 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 볼 조인트의 조립 공정이 삭제되어 제조성이 향상되고 제조원가를 절감할 수 있다. 또한, 볼 조인트를 위한 별도의 캡 부품이 불필요하므로 하이브리드 암의 중량이 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암의 정면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 본체의 저면 사시도이다.
도 3은 도 2의 A부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암의 저면 사이도이다.
도 5는 도 1의 B부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 본체와 보강재의 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암의 제조 방법의 순서도이다.
도 8은 종래 기술에 따른 로어 암의 사시도이다.
도 9는 종래 기술에 따른 볼 조인트의 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
이하에서는 기재되는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암 및 그 제조 방법은 차량용의 볼 조인트가 장착되는 모든 암부재에 적용가능하며, 하기의 설명에서는 차량용 로어암을 실시예로 하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암의 정면 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 본체의 저면 사시도이며, 도 3은 도 2의 A부를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암의 저면 사이도이며, 도 5는 도 1의 B부를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 본체와 보강재의 결합을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암의 제조 방법의 순서도이고, 도 8은 종래 기술에 따른 로어 암의 사시도이며, 도 9는 종래 기술에 따른 볼 조인트의 단면도이다.
이하의 설명에서는 설명의 편의를 위하여, 도 1을 기준으로, 하이브리드 암 (100)이 차륜의 너클에 연결되는 측을 '일측', 차체 프레임에 설치될 시 차체 프레임에 연결되는 측을 '타측'으로 지칭한다. 상기 하이브리드 암(100)으로부터 지면을 향하는 방향을 '하방', 그 반대 방향을 '상방'으로 지칭한다. 상기 하이브리드 암(100)이 설치된 차량이 전진하는 방향을 '전방', 그 반대 방향을 '후방'으로 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암(100)을 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암(100)은 제1 본체(141), 제2 본체(143), 및 상기 제1 본체(141)의 일단부에 일체로 형성된 볼 조인트(130)를 포함할 수 있다.
상기 제1 본체(141)는 금속 재질로 만들어진다. 상기 제1 본체(141)는 대체적으로 "λ"의 형상으로 형성된다. 상기 제1 본체(141)는 대체적으로 판상으로 형성된다.
상기 제1 본체(141)에는 세 개의 단부가 형성되어 있다. 제1 단부는 상기 제1 본체(141)의 일측에 형성되고, 제2, 3 단부는 상기 제1 본체의 타측에 형성된다. 상기 제2 단부는 상기 제3 단부 보다 전방에 형성된다.
상기 제1 본체(141)의 제1 단부에는 볼 조인트(130)가 일체로 형성되어 있다. 상기 하이브리드 암(100)은 상기 볼 조인트(130)를 매개로 하여 차륜의 너클과 연결될 수 있다. 상기 제1 본체(141)와 볼 조인트(130)를 일체로 형성하기 위하여, 상기 제1 본체(141)의 제1 단부에는 보강재(135)가 결합된다. 상기 보강재(135)는 상단과 하단이 모두 개구된 원통 형상으로 되어 있다. 상기 제1 본체(141)의 제1 단부에는 상기 보강재(135)의 외주면에 대응하는 제1 원호부(141a)가 형성되어 있다. 상기 제1 원호부(141a)는 상기 보강재(135)의 외주면이 접하도록 오목하게 형성되어 있다. 상기 제1 원호부(141a)의 호 형상의 중심은 상기 보강재(135)의 중심축 상에 위치할 수 있다.
상기 제1 본체(141)의 제2 단부에는 부시홀(140a)이 형성되어 있다. 상기 부시홀(140a)에는 차체 프레임에 연결되도록 마운팅 부시(110)가 삽입될 수 있다.
상기 제1 본체(141)의 제3 단부에는 댐핑 조인트 홀(140b)이 형성되어 있다. 상기 댐핑 조인트 홀(140b)에는 차체 프레임에 연결되도록 댐핑 조인트(120)가 삽입될 수 있다.
상기 제1 본체(141)의 상기 세 개의 단부 사이에는 쇼버홀(1411)이 상기 제1 본체(141)를 상하방향으로 관통하도록 형성되어 있다. 상기 쇼버홀(1411)에는 쇽업쇼버가 삽입 설치될 수 있다.
상기 제1 단부와 제2 단부 사이에는 복수개의 제1 버튼공(1413a)이 소정 간격 이격되어 형성되어 있다. 상기 복수개의 제1 버튼공(1413a)에는 복수개의 제1 버튼부(1435a)가 일체로 결합된다. 상기 복수개의 제1 버튼부(1435a)는 상기 복수개의 제1 버튼공(1413a)에 용융된 플라스틱을 사출함으로써 형성될 수 있다.
상기 제2 단부와 제3 단부 사이에는 복수개의 제2 버튼공(1413b)이 형성될 수 있다. 상기 복수개의 제2 버튼공(1413b)에는 복수개의 제2 버튼부(1435b)가 일체로 결합된다. 상기 복수개의 제2 버튼부(1435b)는 상기 복수개의 제2 버튼공(1413b)에 용융된 플라스틱을 사출함으로써 형성될 수 있다.
상기 제1 본체(141)의 가장자리는 하방으로 연장되어 제1, 2, 3 측면보강부(1415a, 1415b, 및 1415c)가 형성된다. 상기 제1, 2, 3 측면보강부(1415a, 1415b, 및 1415c)는 상기 제1 본체(141)의 가장자리를 하방으로 절곡하여 일체로 형성될 수 있다. 상기 제1, 2, 3 측면보강부(1415a, 1415b, 및 1415c)는 상기 제1 본체(141)의 측면을 구성할 수 있다.
이하에서는 상기 제1, 2, 3 측면보강부(1415a, 1415b, 및 1415c)로 둘러싸인 부분으로 향하는 방향을 상기 제1 본체(141)의 '내측'이라 지칭하고, 그 반대 방향을 제1 본체(141)의 '외측'이라 지칭한다.
상기 제1 측면보강부(1415a)는 상기 제1 본체(141)의 제1 단부와 제2 단부 사이에 형성되어 있다. 상기 제1 측면보강부(1415a)의 일측에는 제1 접합부(1417a)가 상기 보강재(135)의 외주면이 접하도록 형성된다.
상기 제1 측면보강부(1415a)의 하단은 상기 제1 본체(141)의 내측으로 연장되어 제1 연장부(1419a)가 형성된다. 상기 제1 측면보강부(1415a)의 하단은 상기 제1 본체(141)의 내측으로 절곡될 수 있다. 상기 제1 측면보강부(1415a)와 제1 연장부(1419a) 단면은 "┗"형태로 형성될 수 있다. 상기 제1 연장부(1419a)의 일측에는 상기 보강재(135)의 외주면에 대응하는 제2 원호부(1421a)가 형성되어 있다. 상기 제2 원호부(1421a)는 상기 보강재(135)의 외주면이 접하도록 오목하게 형성되어 있다. 상기 제2 원호부(1421a)의 호 형상의 중심은 상기 보강재(135)의 중심축 상에 위치할 수 있다. 상기 제2 원호부(1421a)의 곡률 반경은 상기 제1 원호부(141a)의 곡률 반경과 동일할 수 있다. 상기 제1, 2 원호부(141a 및 1421a)는 서로 이격되어 있다. 상기 제1 연장부(1419a)는 상기 보강재(135) 측으로 갈수록 점차적으로 면적이 넓어지는 형태로 형성될 수 있다.
상기 제2 측면보강부(1415b)는 상기 제1 본체(141)의 제1 단부와 제3 단부 사이에 형성되어 있다. 상기 제2 측면보강부(1415b)의 일측에는 제2 접합부(1417b)가 상기 보강재(135)의 외주면이 접하도록 형성된다.
상기 제2 측면보강부(1415b)의 하단은 상기 제1 본체(141)의 내측으로 연장되어 제2 연장부(1419b)가 형성된다. 상기 제2 연장부(1419b)의 일측에는 상기 보강재(135)의 외주면에 대응하는 제3 원호부(1421b)가 형성되어 있다. 상기 제3 원호부(1421b)는 상기 보강재(135)의 외주면이 접하도록 오목하게 형성되어 있다. 상기 제3 원호부(1421b)의 호 형상의 중심은 상기 보강재(135)의 중심축 상에 위치할 수 있다. 상기 제3 원호부(1421b)의 곡률 반경은 상기 제1 원호부(141a)의 곡률 반경과 동일할 수 있다. 상기 제1, 3 원호부(141a 및 1421b)는 서로 이격되어 있다. 상기 제2 연장부(1419b)는 상기 보강재(135) 측으로 갈수록 점차적으로 면적이 넓어지는 형태로 형성될 수 있다.
상기 제3 측면보강부(1415c)는 상기 제1 본체(141)의 제2 단부와 제3 단부 사이에 형성되어 있다. 상기 제3 측면보강부(1415c)의 하단은 상기 제1 본체(141)의 내측으로 연장되어 제3 연장부(1419c)가 형성된다.
상기 제2 본체(143)는 플라스틱 재질로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 본체(143)는 유리섬유강화플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastic; GFRP)으로 형성될 수 있다. 상기 제2 본체(143)는 제1 본체(141)에 인서트 사출됨으로써 대체적으로 "λ"의 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2 본체(143)에는 상기 제1 본체(141)의 쇼버홀(1411)에 대응하는 쇼버홀(1431)이 상기 제2 본체(143)를 상하방향으로 관통하도록 형성되어 있다.
상기 제2 본체(143)는 상기 제1 본체(141)의 내측을 채우도록 형성된다. 상기 제2 본체(143)는 상기 제1, 2, 3 측면보강부(1415a, 1415b, 및 1415c)의 내측면 및 상기 제1, 2, 3 연장부(1419a, 1419b, 및 1419c)의 내측면을 감싸도록 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 본체(143)는 상기 제1, 2, 3, 측면보강부(1415a, 1415b, 및 1415c)의 내외측면 및 상기 제1, 2, 3 연장부(1419a, 1419b, 및 1419c)의 내외측면을 모두 감싸도록 형성될 수 있다. 상기 제1, 2, 3 연장부(1419a, 1419b, 및 1419c)가 상기 제1 본체(141)의 내측으로 연장되어 있으므로, 상기 제2 본체(143)가 상기 제1, 2, 3, 측면보강부(1415a, 1415b, 및 1415c)의 내외측면 및 상기 제1, 2, 3 연장부(1419a, 1419b, 및 1419c)의 내외측면을 모두 감싸도록 형성될 경우, 상기 제1 본체(141)와 제2 본체(143)가 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 상기 제1 본체(141)로부터 제2 본체(143)의 이탈을 방지할 수 있다. 또한, 주행 중 전방에서 치핑(chipping) 현상에 의하여 충격이 가해졌을 경우, 제2 본체(143)는 제1 본체(141)의 제1 측면보강부(1415a)의 손상을 방지할 수 있다.
상기 제2 본체(143)의 내측에는 하방으로 연장된 복수개의 보강리브(1433)가 구비될 수 있다. 상기 복수개의 보강리브(1433)는 서로 교차되어 격자 형태로 구비될 수 있다. 보강리브(1433)의 양측은 상기 제1, 2, 3 측면보강부(1415a, 1415b, 및 1415c)의 내측면에 결합된다. 예를 들어, 상기 보강리브(1433)의 일측이 상기 제1 측면보강부(1415a)에 결합되면, 그 타측은 상기 제2 측면보강부(1415b) 또는 제3 측면보강부(1415c)에 결합된다. 상기 복수개의 보강리브(1433)가 상기 제1, 2, 3 측면보강부(1415a, 1415b, 및 1415c)를 지지함으로써, 상기 제1 본체(141)가 외력에 의하여 휘는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2 본체(143)는 상기 제1 본체(141)와 이종 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2 본체(143)는 상기 제1 본체(141)와 이종 재질로 제작 시, 상기 제1 본체(141)의 체적 비율은 10% ~ 99% 사이의 범위로 이루어질 수 있다.
상기 제2 본체(143)가 상기 제1 본체(141)에 인서트 사출될 때 상기 복수개의 제1 버튼부(1435a)와 복수개의 제2 버튼부(1435b)가 형성될 수 있다. 상기 복수개의 제1 버튼부(1435a)와 복수개의 제2 버튼부(1435b)가 상기 복수개의 제1 버튼공(1413a)과 복수개의 제2 버튼공(1413b)에 일체로 결합되므로, 상기 제2 본체(143)가 상기 제1 본체(141)로부터 이탈되거나 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 볼 조인트(130)는 상기 보강재(135), 볼 스터드(137), 베어링부재(131), 및 하우징(133)을 포함할 수 있다.
상기 보강재(135)는 원통 형상으로 이루어진다. 상기 보강재(135)는 금속 재질로 만들어질 수 있다. 상기 보강재(135)는 상기 제1 본체(141)의 제1 단부에 결합된다. 구체적으로, 상기 보강재(135)는 상기 제1 원호부(141a), 상기 제1 접합부(1417a), 상기 제2 원호부(1421a), 제2 접합부(1417b), 및 제3 원호부(1421b)에 용접될 수 있다.
상기 보강재(135)에는 용융된 플라스틱이 통과되도록 통공부(1351)가 상기 제1 본체(141)의 내측을 향하여 형성되어 있다. 상기 통공부(1351)를 통하여 용융된 플라스틱이 하우징(133)의 금형으로 유동되어 상기 보강재(135)를 감싸는 하우징(133)이 형성될 수 있다.
상기 보강재(135)의 내주면에는 오목부(1353)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 오목부(1353)는 상기 보강재(135)의 하단 내주면에 원주 방향을 따라 형성될 수 있다. 상기 하우징(133)의 인서트 사출 시 용융된 플라스틱이 상기 오목부(1353)에 삽입되어 응고됨으로써 상기 보강재(135)와 상기 하우징(133) 사이의 결합력을 높일 수 있다.
상기 볼 스터드(137)는 그 하단에 볼(1373)이 형성되어 있으며, 그 상부에는 원기둥 형상의 로드(1371)가 일체로 형성되어 있다. 상기 볼(1373)은 구 형태이고, 상기 로드(1371)는 상기 볼(1373)의 상측으로 연장되어 있다.
상기 베어링부재(131)는 내부에 공간이 형성된 컵 형상으로 이루어진다. 상기 공간은 상기 볼(1373)의 크기와 유사한 구 형태이다. 상기 베어링부재(131)는 상단이 개구되고 하단이 폐쇄되어 있다. 상기 볼 스터드(137)의 볼(1373)은 상기 베어링부재(131)의 공간에 회전 가능하도록 삽입되어 있다. 상기 베어링부재(131)는 윤활 플라스틱 재질로 제작될 수 있다.
상기 베어링부재(131)는 제1 베어링(131a) 및 제2 베어링(131b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 베어링(131a)은 상단이 개구되고 하단이 폐쇄된 컵 형상으로 이루어지고, 상기 제2 베어링(131b)은 상단과 하단이 모두 개구된 환형으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 베어링(131a)의 상단에는 그 내주면이 상방으로 돌출된 제1 돌출부(1311a)가 형성되어 있다. 상기 제2 베어링(131b)의 하단에는 그 외주면이 하방으로 돌출된 상기 제1 돌출부(1311a)에 대응하는 제2 돌출부(1311b)가 형성되어 있다.
상기 제1, 2 베어링(131a 및 131b)의 결합 시, 상기 제1 돌출부(1311a)가 제2 돌출부(1311b)에 밀착됨으로써 용융된 플라스틱이 상기 베어링부재(131)의 내부로 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1, 2 베어링(131a 및 131b)을 결합함으로써 베어링부재(131)를 형성하면, 볼 스터드(137)의 볼(1373)을 베어링부재(131)의 내부 공간에 압입하지 않아도 되므로 베어링부재(131)의 파손을 방지할 수 있다.
상기 하우징(133)은 상기 제2 본체(143)와 일체로 형성된다. 상기 하우징은 상기 보강재(135)와 상기 베어링부재(131) 사이에 개재되어 상기 베어링부재(131)의 외주면을 지지할 수 있다. 상기 하우징(133)은 상기 보강재(135)와 베어링부재(131)에 용융된 플라스틱을 인서트 사출함으로써 형성될 수 있다. 즉, 상기 하우징(133)은 상기 제2 본체(143)와 동시에 형성될 수 있다. 상기 하우징(133)은 상기 보강재(135)의 내주면 및 외주면을 모두 감싸도록 구비될 수 있다.
상기 하우징(133)의 상단에는 상기 베어링부재(131)와 상기 볼(1373) 사이에 먼지나 수분 등의 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위하여 더스트 커버(139)가 장착될 수 있다. 상기 더스트 커버(139)는 고무 재질로 만들어질 수 있다. 상기 더스트 커버(139)는 고정부재(132)에 의하여 상기 하우징(133)의 상단에 고정될 수 있다.
이하, 도 7을 참고로, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 암을 제조하는 방법을 설명한다.
상기 제1 본체(141)의 재료가 되는 금속판재를 가공하여 상기 제1 본체(141)를 성형한다(ST110). 상기 금속판재의 가장자리를 프레스 가공하여 제1, 2, 3 측면 보강부(415a, 1415b, 및 1415c)를 성형한다. 상기 제1, 2, 3 측면 보강부(415a, 1415b, 및 1415c)가 성형되면, 상기 제1, 2, 3 측면 보강부(415a, 1415b, 및 1415c)의 하단을 가공하여 상기 제1, 2, 3 연장부(1415a, 1415b, 및 1415c)를 성형한다. 또한, 상기 쇼버홀(1411), 복수개의 제1 버튼공(1413a), 및 복수개의 제2 버튼공(1413b)을 성형한다.
상기 제1 본체(141)가 성형되면, 상기 제1 본체(141)의 제1 단부에 상기 보강재(135)를 결합시킨다(ST120). 구체적으로, 상기 보강재(135)는 상기 제1 원호부(141a), 상기 제1 접합부(1417a), 상기 제2 원호부(1421a), 제2 접합부(1417b), 및 제3 원호부(1421b)에 용접될 수 있다. 이때, 상기 보강재(135)의 통공부(1351)가 상기 제1 본체(141)의 내측을 향하도록 상기 보강재(135)를 상기 제1 본체(141) 에 결합시킬 수 있다.
상기 보강재(135)가 상기 제1 본체(141)에 결합되면, 상기 제1 본체(141)를 미리 제작된 사출 금형에 위치시킨다(ST130). 상기 볼 스터드(137)가 결합된 베어링부재(131)를 상기 보강재(135) 내부로 삽입한다. 상기 베어링부재(131)의 외주면이 상기 보강재(135)의 내주면으로부터 이격되도록 상기 볼 스터드(137)의 로드(1371)를 고정시킨다. 이에 따라, 상기 베어링부재(131)의 외주면과 상기 보강재(135)의 내주면 사이에 용융된 플라스틱이 유동 가능한 공간이 형성될 수 있다.
이후, 상기 사출 금형 내부로 용융된 플라스틱을 주입하여 상기 제1 본체(141)에 상기 제2 본체(143) 및 상기 볼 조인트(130)의 하우징(133)을 인서트 사출시킨다(ST140). 용융된 플라스틱은 상기 제2 본체(143)의 상기 제1, 2, 3, 측면보강부(1415a, 1415b, 및 1415c)의 내외측면 및 상기 제1, 2, 3 연장부(1419a, 1419b, 및 1419c)의 내외측면을 감싼 후 응고되므로 제1 본체(141)와 제2 본체(143)가 견고하게 결합될 수 있다. 이때, 상기 제2 본체(143)의 내측에는 상기 복수개의 보강리브(1433)가 형성될 수 있다. 또한, 용융된 플라스틱이 상기 복수개의 제1 버튼공(1413a) 및 복수개의 제2 버튼공(1413b)으로 유동되어 상기 복수개의 제1 버튼부(1435a) 및 복수개의 제2 버튼부(1435b)가 형성된다. 이에 따라, 상기 제2 본체(143)가 상기 제1 본체(141)로부터 이탈되거나 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 본체(141)의 내측을 채운 용융된 플라스틱은 상기 통공부(1351)를 통하여 상기 베어링부재(131)의 외주면과 상기 보강재(135)의 내주면 사이에 형성된 공간으로 유동된 후 응고되므로, 상기 볼 조인트(130)가 하이브리드 암(100)에 일체로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 보강재(135)가 결합된 제1 본체(141)에 제2 본체(143)와 하우징(133)을 인서트 사출함으로써 하이브리드 암(100)에 볼 조인트(130)가 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 볼 조인트(130)의 조립 공정이 삭제되어 제조성이 향상되고 제조원가를 절감할 수 있다. 또한, 볼 조인트(130)를 위한 별도의 캡 부품이 불필요하므로 하이브리드 암(100)의 중량이 감소될 수 있다.
이상에 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

  1. 금속 재질로 만들어지며, 복수 개의 단부가 형성되어 있는 제1 본체;
    상기 제1 본체에 인서트 사출됨으로써 상기 제1 본체의 내측을 채우도록 형성된 제2 본체; 그리고
    상기 제1 본체의 복수개의 단부 중 제1 단부에 일체로 형성된 볼 조인트;
    를 포함하되,
    상기 볼 조인트는,
    상기 제1 단부에 결합되는 보강재;
    내부에 공간이 형성된 베어링부재;
    상기 베어링부재의 공간에 회전 가능하게 삽입되는 볼과, 상기 볼의 상측으로 연장된 로드를 포함하는 볼 스터드; 그리고
    상기 보강재와 상기 베어링부재 사이에 개재되며, 상기 제2 본체와 일체로 형성되는 하우징;
    을 포함하는 하이브리드 암.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보강재에는 용융된 플라스틱이 통과되도록 통공부가 상기 제1 본체의 내측을 향하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 암.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 보강재의 내주면에는 원주 방향을 따라 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 암.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 베어링부재는 제1 베어링 및 제2 베어링을 포함하고,
    상기 제1, 2 베어링 중 하나에는 내주면이 상방으로 돌출된 제1 돌출부가 형성되고,
    상기 제1, 2 베어링 중 다른 하나에는 외주면이 하방으로 돌출된 상기 제1 돌출부에 대응하는 제2 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 암.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 보강재와 상기 베어링부재에 용융된 플라스틱을 인서트 사출함으로써 형성되고, 상기 베어링부재의 외주면을 지지하며, 상기 보강재의 내주면 및 외주면을 감싸는 것을 특징으로 하는 하이브리드 암.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 본체의 가장자리는 하방으로 연장되어 제1, 2 측면보강부가 형성되고,
    상기 제1 측면보강부의 하단은 상기 제1 본체의 내측으로 연장되어 제1 연장부가 형성되며,
    상기 제2 측면보강부의 하단은 상기 제1 본체의 내측으로 연장되어 제2 연장부가 형성되고,
    상기 제1, 2 연장부는 상기 보강재 측으로 갈수록 점차적으로 면적이 넓어지는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 암.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 본체의 상기 제1 단부에는 상기 보강재의 외주면에 대응하는 제1 원호부가 형성되고,
    상기 제1 측면보강부의 일측에는 상기 보강재의 외주면이 접하도록 제1 접합부가 형성되며,
    상기 제1 연장부의 일측에는 상기 보강재의 외주면에 대응하는 제2 원호부가 형성되고,
    상기 제2 측면보강부의 일측에는 상기 보강재의 외주면이 접하도록 제2 접합부가 형성되며,
    상기 제2 연장부의 일측에는 상기 보강재의 외주면에 대응하는 제3 원호부가 형성되어 있는 것을 특징을 하는 하이브리드 암.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 보강재는 상기 제1 원호부, 상기 제1 접합부, 상기 제2 원호부, 상기 제2 접합부, 및 상기 제3 원호부에 용접되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 암.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 본체는 상기 제1, 2 측면보강부의 내외측면 및 상기 제1, 2 연장부의 내외측면을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 암.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 본체는 상기 제1 본체와 이종 재질로 형성되고, 상기 제2 본체의 내측에는 하방으로 연장된 복수개의 보강리브가 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 암.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 본체에는 복수개의 버튼공이 형성되어 있으며,
    상기 제2 본체가 상기 제1 본체에 인서트 사출될 때 상기 복수개의 버튼공에 일체로 결합되는 복수개의 버튼부가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 암.
  12. 금속 재질로 만들어지며 복수 개의 단부가 형성되어 있는 제1 본체, 상기 제1 본체의 내측을 채우도록 형성된 제2 본체, 그리고 상기 제1 본체의 복수개의 단부 중 제1 단부에 일체로 형성된 볼 조인트를 포함하는 하이브리드 암의 제조 방법에 있어서,
    금속판재를 가공하여 상기 제1 본체를 성형하는 단계;
    상기 제1 본체의 상기 제1 단부에 보강재를 결합시키는 단계;
    베어링부재의 외주면이 상기 보강재의 내주면으로부터 이격되도록 볼 스터드의 로드를 고정시키는 단계; 그리고
    상기 제1 본체에 상기 제2 본체 및 상기 볼 조인트의 하우징을 인서트 사출시키는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 암의 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 보강재에는 용융된 플라스틱이 통과되도록 통공부가 형성되어 있으며,
    상기 제1 본체의 상기 제1 단부에 상기 보강재를 결합시키는 단계에서는,
    상기 통공부가 상기 제1 본체의 내측을 향하도록 상기 보강재가 상기 제1 본체의 상기 제1 단부에 용접되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 암의 제조 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 금속판재를 가공하여 상기 제1 본체를 성형하는 단계는,
    상기 금속판재의 가장자리를 가공하여 상기 제1 본체의 하방으로 연장된 제1, 2 측면보강부를 성형하는 단계; 그리고
    상기 제1, 2 측면보강부의 하단을 가공하여 제1, 2 연장부를 성형하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 암의 제조 방법.
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