KR100234935B1 - 일체형 스티어링 너클장치 - Google Patents

Abstract

본발명은 트럭과 같은 상업용 대형차량용 원피이스 스티어링 너클장치에 관한 것으로 타이로드 아암과 스티어링 아암은 원피이스 방식으로 플랜지된 몸체로 부터 연장한다.

플랜지된 몸체는 브레이크장치를 수용하도록 구조 및 배열되어 있고 휠스핀들은 단일방식으로 플랜지된 몸체로 부터 연장되어 있다.

바람직한 방식에서, 스티어링 또는 타이 로드아암은 킹핀에 의해 액슬에 연결하도록 제공된 확대보스를 통해 플랜지된 몸체에 단조되어 있다.

Description

일체형 스티어링 너클장치

제1도는 액슬에 연결된 본 발명의 단일요소 및 단일 너클장치를 도시한 상부사시도.

제2도는 액슬에 연결되지 않는 제1도의 단일요소 너클장치의 수직 단면도.

제3도는 제1도에 도시된 스티어링 너클의 단면도.

제4도 내지 제11도는 피가열 스틸빌릿에서 시작하는 본 발명의 스티어링 너클의 단조품의 사시도.

제12도 내지 제14도는 액슬 또는 스티어링 또는 타이로드에 연결되지 않는 부가적인 실시예를 도시한 제1도과 유사한 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10, 110, 210, 310 : 일체형 스티어링 너클장치

18 : 액슬 21 : 킹핀

16, 116, 216, 316 : 타이로드아암 14, 314 : 스티어링 로드아암

28, 128, 228, 328 : 보스 13, 113 : 브레이크 스파이더

11, 111, 211, 311 : 플랜지된 몸체 12, 112, 312 : 휠스핀

본 출원은 지금은 포기한 1989년 11월 2일 제출한 일부 계속 출원 일련번호 07/430, 754인 1990년 6월 12일에 제출한 일부 계속 출원 일련번호 07/537, 317에 관한 것이다.

본 발명은 차량용 스티어링 너클장치(steering knuckle assembly)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 트럭과 같은 상업용 대형차량용 일체형 스티어링 너클장치(one-piece steering knuckle assembly)에 관한 것으로, 스티어링 아암을 지닌 또는 지니지 않은 타이로드아암(tie rod)은 물론 브레이크 플랜지가 함께 단조되어 있다.

선행기술에서, 너클에 패스너된 타이로드(tie rod)로 베어링윤활(bearing lubrication)용 스티어링 너클을 제공하는 것이 공지되어 있다. 이것은 미합중국 특허 제1,755,627호에 개재되어 있다. 또한, 선행기술에서 현수목적으로 스티어링 너클과 일체가된 스핀들 아암을 제공함은 물론 브레이크 백킹판에 부착하기 위한 일체형 브레이크 플랜지를 제공하는 것이 공지되어 있다. 이것은 미합중국 특허 제2,556,767호에 개재되어 있다.

스티어링 아암과 타이로드아암이 나사깍이부분 및 스티어링 너트에 의해 고정되어 있는 트럭과 같은 대형차량에는 스티어링 너클이 통상적으로 유용하다. 이 대형 스티어링 너클은 또한 브레이크 드럼장치에 연결하기 위해 브레이크 스파이더에 각각 부착된 플랜지된 몸체를 이용한다.

대형차량 분야에서 타이로드아암은 스티어링 아암이 지니거나 없는 스티어링 너클과 일체형 유닛으로 형성된 스티어링 너클장치를 제공해야 한다.

본 발명은 플랜지된 몸체가 브레이크장치를 수용하도록 구조 및 배열된 트럭과 같은 상업상의 대형차량용 일체형 스티어링 너클장치를 제공하는 것이다. 휠스핀들은 플랜지된 몸체로부터 연장되어 있다. 타이로드아암은 일체형식(one-piece manner)으로 플랜지된 몸체에 연결되어 있다. 확대된 보오스가 휠스핀들에 대향하는 플랜지된 몸체로부터 연장되어 있고, 이 보스는 킹핀을 수용하도록 축방향으로 배열된 보어를 지닌다. 플랜지된 몸체, 휠스핀들, 타이로드아암(tie rod arm) 및 확대된 보스들은 일체형 대형 단조처리로 단일 스틸빌릿(steel billet)으로부터 형성된다. 이 단조물은 적어도 14,000lbs의 총차량 중량의 상업차량에 이용된다.

본 발명에 따라서, 타이로드아암과 스티어링 아암은 전에 설명한 일체형 방식으로 플랜지된 몸체에 연결되어 있다.

바람직한 실시예에서 플랜지된 몸체는 브레이크 스파이더형으로 단조되어 있다.

또한, 바람직한 실시예에서 스티어링 아암과 타이로드아암은 킹핀에 대해 보어를 포위하는 확대된 보스를 통해 플랜지된 몸체에 연결되어 있다.

본 발명의 또 다른 면에 있어서, 휠스핀들은 이 일체형 방식으로 상기 플랜지된 몸체에 연결되어 있고, 스티어링 또는 타이로드아암에 대향하고 있다.

그러나, 또 다른 실시예에서 플랜지된 몸체는 실제로 평면이고, 브레이크 장치와 연결하기 위한 구멍들을 갖는다.

본 발명의 목적은 상업용 대형차량용 향상된 스티어링 너클을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 타이로드아암 일체가 되어 단조된 일체형 스티어링 너클을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 제조비용이 저렴한 상업용 대형차량의 스티어링 너클을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 브레이크 플랜지가 스티어링 로드아암 또는 타이로드아암을 가진 일체형 너클로 제조된 전문의 형태의 스티어링 너클을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적과 기타의 목적 및 장점은 다음의 상세한 설명 및 도면을 참고로 하면 분명해질 것이다.

스티어링 너클(10)을 도면 1-3 도와 관련해 상세히 설명하기에 앞서 통상의 휠스핀들(12)이 연장된 곳에 플랜지된 몸체(11)가 도시되어 있다. 이 경우에, 플랜지된 몸체(11)는 브레이크 스파이더(brake spider)(13)가 마련되어 있다. 반대쪽에서는 스티어링 아암(14)과 타이로드아암(tie rod arm)(16)이 플랜지된 몸체(11)와 일체가 되어 형성되어 있다. 통상의 액슬이 18로 표시되어 있고, 칼라(19)에서 끝난다. 스티어링 너클(10)은 스티어링 아암(14) 및 타이로드아암(16)의 확대된 보스(27, 28)를 통해 연장한 킹핀(21)에 의해 액슬(18)에 연결되어 있다. 킹핀(21)은 25로 표시한 볼트와 와셔에 의해 액슬(18)에 유지되어 있다.

도 2에 도시되어 있듯이, 킹핀(21)을 수용하기 위한 개구부(24)가 확대된 보스(27, 28)를 통해 연장해 있다. 도 1에 도시된 캡(22)은 킹핀을 덮기 위해 나사(23)에 의해 보스(27, 28)에 패스너되어 있다. 스티어링 로드(30)는 확대된 보스(33)를 통해 연장한 너트(36) 및 보울트(37)에 의해 스티어링 아암(14)에 피벗할 수 있게 연결되어 있다.

이와 유사하게, 타이로드(31)가 확대된 보스(34)를 통해 연장한 보울트 및 너트(37, 36)에 의해 타이로드아암(16)에 피벗할 수 있게 연결되어 있다.

도 1 및 도 3에 도시되어 있듯이, 플랜지된 몸체(11)는 브레이크 디스크 부착을 위한 개구부(39, 40)를 갖는데, 이 브레이크 디스크(68)는 미합중국 특허 제3,749,415호에 개재되어 있고 이를 참고로 여기에 포함했다.

부가적인 실시예(110, 210) 및 (310)는 도 12 내지 도 14에 도시되어 있다. 동일한 참조번호 "100", "200", "300" 을 순서대로 동일한 부분을 나타낸다. 나타낸 것을 제외하고 도 1의 실시예와 본 실시예를 비교하면, 액슬(18)과의 연결이 도시되어 있지 않다는 것을 알 수 있다.

스티어링 또는 타이보드아암과의 연결되어 있지 않다는 것 또한 알 수 있다.

실시예(110)에는 스티어링 로드에 연결하기 위한 스티어링 아암(14)을 갖지 않는다는 것을 제외하고는 실시예(10)와 유사하다. 이 실시예(100)는 실시예(10)와 한쌍으로 된 방식으로 트럭에 이용할 수 있되, 실시예(110)는 오른쪽 버젼(version)에 이용될 수 있고, 실시예(110)는 왼쪽 버젼(version)에 이용될 수 있다. 실시예(110)는 확대된 보스(127, 128)가 킹핀(21)을 수용하기 위한 둥근부분을 가질 수 있다는 것을 도시한다.

또한 실시예(210, 310)는 동일 트럭상에서 한쌍으로 함께할 수 있다. 즉, 실시예(210)는 왼쪽 버젼으로 할 수 있고, 실시예(310)는 오른쪽 버젼으로 할 수 있다. 실시예(210, 310)는 플랜지된 몸체(211, 311)가 브레이크 드럼장치에 연결하기 위해, 브레이크 스파이더 유닛을 수용할 수 있는 종래유형 또는 기존형이라는 점에서 실시예(10, 110)와 다르다.

도 4 내지 도 11은 본 발명의 스티어링 너클(10)의 단조과정을 나타낸다. 제1단계는 도 4에 도시했고, 스틸빌릿이 단조상태로 가열된다. 이 공정의 다음 단계는 도 5에서 도시되어 있고, 가열된 빌릿(42)은 단조 로울러와 접촉하여 감소된 단면(43)을 제공한다. 다음 도6에 도시되어 있듯이, 꼬리단 및 예비성형품(preform)(46)이 제공되고, 빌릿(42)을 다이위에 형성함으로써 만들어진다. 이후, 도 7에 도시되어 있듯이, 블록킹 단계(blocking step)에 의해 스티어링 아암(14) 및 타이로드아암(16)은 물론 플랜지된 몸체(11)와 휠스핀들(12)이 형성된다. 다음 도 8에 도시되어 있듯이, 마무리 휠스핀들이 마무리 형태로 형성되는 확대된 보스(27, 28)가 스티어링 아암(14) 및 타이로드아암(16)에 제공된다. 도 9는 도7 및 도 8에 도시된 47을 플래쉬(flash) 제거하는 다음 단계를 도시한다. 도 10에서, 타이로드아암(16)은 다리형성에 의해 도시된 각 위치까지 구부려진다. 마지막 단계는 도 11에 도시한 것으로 이는 기계가공에 의해 나삿니(49)가 휠스핀들(12)에 형성되고 개구부(24, 52)가 확대된 보스(27, 28) 및 (33, 34)와 나사보어(26)를 제공한다.

실시예(110, 210) 및 (310)는 실시예(110, 210)의 경우, 로드아암(14)의 단조가 생략되었다는 점을 제외하고 위에서 설명한 실시예 10과 같은 방식으로 단조된다.

본 발명의 중요한 점의 하나는 타이로드아암(16, 116, 216) 및 (316)을 플랜지된 몸체(11)에 일체가 되게 형성함으로써 일체형 스티어링 너클(10, 110, 210) 또는 (310)은 종래의 스티어링 너클에 대한 기계가공 및 연결에 관한 비용증대를 제거한다는 것이다. 또한, 이는 스티어링 아암(14, 314)이 또한 일체가 되게 단조된다는 장점을 지니고 있다. 선행기술의 과정에서는 이 타이로드아암 또는 스티어링 아암의 나사깍이된 부분이 패스너될 수 있도록 각각의 보스의 형성과 기계가공을 해야한다는 것이다. 더구나, 브레이크 드럼장치에 연결하는 단일의 플래지된 몸체(11)에 의해 중간 브레이크 스파이더를 통하기 전에 이용한 연결이 필요없게 된다. 트럭과 같은 상업상의 대형차량에 이용되는 단일의 스틸빌릿으로 부터 단조된 일체형 스티어링 너클장치에는 이와 같은 특성을 모두 지니고 있다. 이러한 단일구조는 견고하고 신뢰성있는 연결을 제공할 뿐만 아니라 부가적인 부품은 물론 기계가공 및 제조하기 위한 부가적인 스틸을 필요로 하는 비용을 감소시킨다.

여기에 설명한 일체형 스티어링 너클장치는 클래스(class)5, 6, 7, 8 트럭 및 버스를 포함하는 상업용 대형차량에 이용된다. 이의 장점은 적어도 총차량 중량이 14,000lbs 이상인 상업용 차량에서도 나타난다. 스틸은 빌릿을 단일의 스티얼링 너클로 단조하는데 이용되는 바람직한 강철이다.

스티어링 아암(14) 및 타이로드아암(16)은 플랜지된 몸체(11)에 대하여 어떤 기하학적 위치에서 도시했을 지라도, 이들은 여러 형태 및 여러각을 할 수 있다는 것이 분명하다. 전문의 발명은 통상의 기술을 가진자라면 지금 실시할 수 있다. 통상의 지식을 가진자라면, 본 발명은 여기에 제시된 특별한 실시예로 제한할 필요가 없다는 것을 알 것이다. 본 발명의 범위는 다음 특허청구범위에 의해 제한된다.

Claims (14)

1. 트럭등과 같은 대형 상업용 차량에 쓰이는 스티어링 너클장치에 있어서, 브레이크 장치를 수용하도록 구성 및 배열된 플랜지된 몸체와, 상기 플랜지된 몸체에서 연장된 휠스핀들과, 상기 플랜지된 몸체에 연결된 타이로드아암 및 상기 휠스핀들의 대향편의 플랜지된 몸체에서 연장되어 있는 확대된 보스를 구비하되, 상기 보스는 킹핀을 수용하도록 축방향으로 배열되어있는 보어를 지니며, 상기 플랜지된 몸체, 휠스핀들, 타이로드아암 및 확대된 보스 모두는 강력한 단조처리로서 단일스틸빌릿으로부터 형성되며, 상기 단조처리로 총차량중량이 14,000lbs이상의 차량에 이용될 수 있는 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.
2. 청구항1에 있어서, 상기 플랜지된 몸체는 브레이크 스파이더형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.
3. 브레이크 장치를 수용하도록 구조 및 배열된 플랜지된 몸체와, 이 플랜지된 몸체로부터 연장한 휠스핀들과, 스티어링 아암과, 타이로드아암을 구비하되, 상기 보어는 킹핀을 수용하도록 축방향으로 배열되어 있고,상기 플랜지 몸체, 휠스핀들, 스티어링 아암 및 타이로드아암 모두는 일체형 대형단조로서 단일 스틸빌릿으로 부터 형성되며, 상기 단조처리로서 총차량 중량이 적어도 14,000lbs인 상업용 차량에 이용될 수 있는 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.
4. 청구항3에 있어서, 스티어링 아암 및 타이로드아암은 보어를 둘러싸는 확대된 보스를 통해 플랜지된 몸체에 연결된 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.
5. 청구항3에 있어서, 스티어링 아암과 타이로드아암은 플랜지된 몸체에 대항하는 단에 확보된 보스를 포함하고, 이 보스는 스티어링 및 타이로드 링크장치와 연결시키는 보어를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.
6. 청구항3에 있어서, 휠스핀들은 스티어링 및 타이로드아암에 대항하는 플랜지된 몸체에 연결된 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.
7. 청구항3에 있어서, 플랜지된 몸체는 평면이고 브레이크 장치와 연결하는 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.
8. 청구항3에 있어서, 상기 장치는 스틸을 단조처리하여 된 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.
9. 브레이크장치를 수용하도록 구조 및 배열되어, 제1평면측 및 제2평면측을 가진 플랜지된 몸체와 ; 플랜지된 몸체의 제1평면측이 연장한 휠스핀들과 ; 이 휠스핀들에 대항하는 플랜지된 몸체의 제2평면측으로부터 연장하며, 킹핀을 수용하도록 축방향을 배열된 보어를 지닌 상부 및 하부 확대 보스와 ; 하부 확대 보스로부터 및 이 플랜지된 몸체의 제2측으로부터 멀리 연장하고 평행방식으로 공간을 둔 타이로드아암을 구비하되, 상기 플랜지된 몸체, 휠스핀들, 타이로드아암 및 확대된 보스는 일체형 대형단조처리로 단일 스틸빌릿으로부터 형성되는 것을 특징으로 하여 총차량 중량이 14,000lbs 이상의 상업용 차량에 쓰이는 일체형 스티어링 너클장치.
10. 청구항9에 있어서, 플랜지된 몸체는 브레이크 스파이더형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.
11. 브레이크 장치를 수용하도록 구조 및 배열되어 있으며, 제1평면측 및 제2평면측을 지닌 플랜지된 몸체와 ; 플랜지된 몸체의 제1평면측으로부터 연장한 휠스핀들과 ; 휠스핀들에 대항하는 플랜지된 몸체의 제2측으로부터 연장하고, 킹핀을 수용하도록 축방향으로 배열된 보어를 지닌 상부 및 하부 확대 보스와 ; 하부 확대보스로부터 연장하며, 플랜지된 몸체의 제2측에서 멀리 떨어져 있고, 평행방식으로 공간을 둔 타이로드아암을 구비하되, 플랜지된 몸체, 휠스핀들, 타이로드아암 및 확대 보스가 일체형 대형 단조로서 단일 스틸빌릿으로부터 형성되는 것을 특징으로하여 14,000lbs 이상의 총차량 하중의 상업상 대형차량용 일체형 스티어링 너클장치.
12. 청구항11에 있어서, 스티어링 아암과 타이로드아암은 플랜지된 몸체에 대항하는 단에 추가적인 확대 보스를 포함하고, 이 추가적인 확대 보스는 스티어링 로드아암 및 타이로드아암과 연결시키는 보어를 지닌 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.
13. 청구항11에 있어서, 휠스핀들은 스티어링 로드아암 및 타이로드아암에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.
14. 청구항11에 있어서, 플랜지된 몸체는 평면이고 브레이크 장치와 연결하는 구멍릉 지닌 것을 특징으로 하는 일체형 스티어링 너클장치.