KR100544269B1

KR100544269B1 - 차량용 조향장치의 너클 어셈블리

Info

Publication number: KR100544269B1
Application number: KR1020030062336A
Authority: KR
Inventors: 김근배
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2003-09-06
Filing date: 2003-09-06
Publication date: 2006-01-23
Also published as: US20050051985A1; KR20050026726A; US7090232B2

Abstract

본 발명은 타이로드와 너클을 볼 조인트 연결하는 커넥터를 너클에 착탈 가능한 구조로 고정되도록 장치하여, 타이로드 종단부의 볼 조인트 포인트 변경시 너클 전체를 새롭게 개발할 필요 없이 상기 커넥터만을 별도 개발하여 장착시킴으로써 원가절감을 구현할 수 있고 작업성도 향상시킬 수 있는 차량용 조향장치의 너클 어셈블리에 관한것이다.

너클, 타이로드, 캘리퍼, 로우암, 볼 조인트, 토우, 랙, 피니언.

Description

차량용 조향장치의 너클 어셈블리{Steering knuckle assembly for a steering apparatus in a motor vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 너클 어셈블리를 도시한 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 커넥터의 구조를 상세 도시한 확대 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : (너클) 본체

104a,104b : 볼조인트 마운팅부

106a,106b : 캘리퍼 마운팅부

107a,107b,144a,144b,322,332 : 관통공

122a,122b,142a,142b : 볼트

140 : 볼 조인트 200 : 타이로드

300 : 커넥터 310 : 연결단

312 : 삽입공 320,330 : 제1,2고정단

340 : 볼 스터드 350 : 너트

본 발명은 차량의 토우 변화에 큰 영향을 미치게 되는 타이로드 종단부의 볼 조인트 포인트를 변경할 경우 종래와 같이 너클 전체를 신규 개발하지 않고서도 적합한 토우 특성을 갖도록 용이하게 변경할 수 있도록 된 차량용 조향장치의 너클 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자 임의대로 바꾸기 위해 조향하는 장치로서 크게 조작기구, 기어장치 및 링크기구 등으로 구성되어 있다.

상기한 조작기구는 스티어링 휠(steering wheel), 스티어링 축(steering shaft) 및 컬럼(column) 등으로 이루어져 있으며, 운전자가 직접 스티어링 휠을 조작하여 기어장치와 링크기구에 전달하게 된다.

또한, 기어장치는 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 부분으로서, 일반적인 소형차에서는 래크(rack)와 피니언(pinion)이 사용되며 피니언의 회전운동에 따라 피니언에 맞물린 래크가 좌우방향으로 이동될 수 있도록 되어 있다.

그리고, 링크기구는 상기 기어장치의 작동을 프론트 휠에 전달함과 동시에 좌우 휠의 관계위치를 바르게 지지하는 부분으로서, 래크의 양쪽 끝에 연결된 타이로드(tie rod) 및 이와 볼 조인트 결합된 너클(sreering knuckle) 등으로 구성되어 있다.

이에 따라, 운전자가 스티어링 휠을 조작하게 되면 피니언 및 래크의 작용에 따라 래크와 연결된 타이로드가 좌우방향으로 이동하게 되어 휠의 조향이 이루어지게 되어 있다.

한편, 상기한 조향장치 중에서 너클 어셈블리에 관련된 종래기술이 미국특허 제 5,120,150호, 일본 특개평 제 5-193513호, 일본 특개평 제 6-201305호 등에 상세하게 기재되어 있는바, 너클의 중앙부 내측에는 허브(hub)가 삽입 설치된 상태에서 볼 베어링을 매개로 차축이 끼워지며 이 같은 허브에는 브레이크 디스크가 취부된다.

또한, 너클의 하부에는 서스펜션(suspension)의 로어암(lower arm) 종단부에 위치한 볼 조인트가 결합될 수 있도록 볼조인트 브래킷이 마운팅됨과 동시에 타이로드의 종단부가 볼 조인트 연결되어 있으며, 상부 일측에는 회전되는 브레이크 디스크를 압착하여 제동력을 발생시키는 캘리퍼(caliper)가 마운팅되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 너클 어셈블리는 차량의 토우(toe) 특성 변화에 큰 영향을 미치게 되는 타이로드 엔드 포인트(타이로드와 너클을 연결하는 볼 조인트의 중심부)를 변경하는 경우 너클 전체를 신규 개발하여야 하기 때문에 이에 따른 원가상승 요인이 발생되고 작업성도 저하되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 타이로드와 너클 사이를 볼 조인트 연결하는 별도의 독립된 커넥터를 상기 너클상에 착탈 가능하게 고정시킬 수 있도록 장치하여 타이로드 종단부의 볼 조인트 포인트 변경이 용이하도록 된 차량용 조향장치의 너클 어셈블리를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체; 상기 본체에 장착되며, 타이로드의 종단부가 볼 조인트 연결되는 커넥터를 포함하여 이루어지며, 상기 커넥터는 볼트를 매개로 하여 상기 본체에 착탈 가능하게 고정되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 상기 본체와 타이로드와의 볼 조인트 포인트 변경이 요구될 경우 종래와 같이 너클 전체를 신규 개발하여 장착시킬 필요가 없이 상기 커넥터만을 독립적으로 설계하여 교체 장착시키면 되기 때문에 원가절감 및 작업성 향상을 기대할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 조향장치의 너클 어셈블리를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 커넥터의 구체적인 구조를 보여주는 확대 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 너클 어셈블리는 너클 본체(100)와, 타이로드(200)와 볼 조인트 연결을 이루며 상기 본체(100)에 착탈 가능하게 조립되는 커넥터(300)를 포함한다.

상기 본체(100)의 하단부에는 도시되지 않은 서스펜션(suspension)의 로어암(lower arm)과 연결되는 볼 조인트(140)가 마운팅될 수 있도록 하방으로 돌출하여 이루어진 한 쌍의 볼조인트 마운팅부(104a)(104b)가 형성되어 있다.

또한, 상기 볼조인트 마운팅부(104a)(104b) 내측에는 볼트(142a)(142b)의 체 결을 위한 나사공(도시안됨)이 형성되고, 상기 볼 조인트(140)의 좌우측에 배치된 고정부(141a)(141b)에는 볼트(142a)(142b)가 관통되는 관통공(144a)(144b)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 본체(100)의 상부 일측에는 캘리퍼(caliper;도시안됨)가 마운팅되는 한 쌍의 캘리퍼 마운팅부(106a)(106b)가 형성되어 있으며, 이 캘리퍼 마운팅부(106a)(106b) 내측에는 볼트(122a)(122b)가 관통되는 관통공(107a)(107b)이 형성되어 있다.

또한, 상기 너클 본체(100)의 관통공(107a)(107b)에 대응하여 상기 캘리퍼상에도 상기 볼트(122a)(122b)가 체결될 수 있도록 또 다른 관통공(도시안됨)이 형성되어 있다.

이에 따라, 상기 캘리퍼를 본체(100)에 조립할 경우 상기 너클 본체(100)의 관통공(107a)(107b)과 도시되지 않은 캘리퍼의 관통공에 볼트(122a)(122b)를 삽입하고 반대편에서 볼트(122a)(122b)에 너트(도시안됨)를 체결하여 고정시키게 된다.

한편, 상기 본체(100)의 하단부 일측에는 상기 본체(100)와 타이로드(200)를 상호 연결하는 커넥터(300)가 장착된다.

상기 커넥터(300)에는 소정 방향으로 돌출 연장되어 타이로드(200)와 직접적인 연결을 이루는 연결단(310)이 형성되고, 상기 연결단(310)의 내측에는 상기 타이로드(200)의 종단부와 결합을 이루는 볼 스터드(340)가 삽입될 수 있도록 삽입공(312)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 타이로드(200)는 그 종단부에 볼 스터드(340)가 끼워진 상태에 서 삽입공(312)에 삽입된 후 너트(350)를 통해 조여져 조립되며, 이로써 상기 타이로드(200)는 상기 커넥터(300)와 볼 조인트 연결을 이루며 회동 가능하게 연결된다.

이와 함께, 상기 커넥터(300)에는 너클 본체(100)상에 체결 고정될 수 있도록 제1고정단(320) 및 제2고정단(330)이 형성되어 있다.

상기 제1고정단(320)은 연결단(310)의 반대측 방향으로 연장 형성되며, 내측에는 볼트(142a)가 관통될 수 있도록 관통공(322)이 형성되어 있다.

이와 같은 상기 제1고정단(320)은 볼 조인트(140)의 일측 고정부(141a)와 본체(100)의 일측 볼조인트 마운팅부(104a) 사이에 배치된 상태에서 볼트(142a)를 통해 함께 조립 고정된다.

이때, 상기 제1고정단(320)이 조립된 후 상기 볼 조인트(140)가 본체(100) 하단부에 수평 조립상태로 유지될 수 있도록 상기 제1고정단(320)의 두께 만큼 양쪽 볼조인트 마운팅부(104a)(104b)의 길이 차를 달리 형성하는 것이 바람직하다.

이 밖에, 상기 제1고정단(320)의 두께를 일정 폭으로 줄이게 되면 양측 볼조인트 마운팅부(104a)(104b)의 길이 차를 최소화할 수 있게 된다.

또한, 상기 제2고정단(330)은 상기 제1고정단(320)의 수직 방향으로 연장 형성되고, 내측에는 볼트(122a)가 관통될 수 있도록 관통공(332)이 형성되어 있다.

이러한 상기 제2고정단(330)은 본체(100)의 일측 캘리퍼 마운팅부(106a)에 취부되어 볼트(122a)를 통해 도시되지 않은 캘리퍼와 함께 조립 고정된다.

이와 같은 조립 구조와 같이 상기 커넥터(300)는 독립된 구조물로서 상기 본 체(10)상에 자유로운 착탈이 가능하도록 되어 있기 때문에 필요시 자유롭게 교체 장착시킬 수 있게 된다.

또한, 커넥터(300)를 본체(100)상에 고정하는 방법에 있어서, 제1고정단(320)과 제2고정단(330)을 각각 볼 조인트(140)와 캘리퍼의 마운팅시 함께 조립 고정되도록 함으로써, 커넥터(300)의 조립에 필요한 부품 사용을 최소화할 수 있고 너클 본체(100) 내의 공간 활용성을 극대화시킬 수 있다.

이와 함께, 본체(100)에 고정되는 상기 제2고정단(320) 및 제3고정단(330)의 고정위치가 상호 수직된 구조를 이루기 때문에 커넥터(300)의 구조적 고정 강성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같은 구조를 갖는 본 발명은 타이로드(200)를 너클 본체(100)에 연결하는 커넥터(300)가 본체(100)상에 볼트(122a)(142a)를 매개로 자유로운 착탈이 이루어질 수 있도록 장치되어 있기 때문에 너클 본체(100)와 타이로드(200)와의 볼 조인트 위치 변경이 필요할 경우 종래 처럼 너클 본체(100) 전체를 교체할 필요가 없이 커넥터(100)만을 적합한 크기 및 형상으로 설계 변경하여 교체 장착시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 차량의 토우 변화에 큰 영향을 미치게 되는 타이로드 엔드 포인트(너클과 타이로드와의 볼 조인트 중심 포인트)를 변경할 경우 종래와 같이 너클 전체를 새롭게 개발할 필요가 없이 커넥터만을 별도 개발하여 장착시키면 되기 때문에 원가절감을 구현할 수 있고 작업성 향상도 기대할 수 있다.

또한, 커넥터의 제1고정단을 너클 본체의 볼조인트 마운팅부와 볼 조인트 사이에 배치하여 볼 조인트의 조립시 함께 조립 고정하고, 이와 함께 제2고정단을 캘리퍼 마운팅부에 캘리퍼와 함께 조립 고정되도록 함으로써 너클 본체의 공간활용을 극대화시킬 수 있고, 부품 감소에 따른 원가 절감을 구현할 수 있다.

Claims

본체(100);

상기 본체(100)에 장착되며, 타이로드(200)의 종단부가 볼 조인트 연결되는 커넥터(300)를 포함하여 이루어지며,

상기 커넥터(300)는 볼트(122a)(142a)를 매개로 하여 상기 본체(100)에 착탈 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 너클 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 본체(100)의 하단부에는 볼 조인트(140)가 마운팅되는 볼조인트 마운팅부(104a)(104b)가 형성되고, 상기 본체(100)의 상부 일측에는 캘리퍼가 마운팅되는 캘리퍼 마운팅부(106a)(106b)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 너클 어셈블리.
제2항에 있어서, 상기 커넥터(300)에는 상기 볼조인트 마운팅부(104a)와 상기 볼 조인트(140) 사이에 개재되어 상기 볼 조인트(140)와 함께 고정되는 제1고정단(320)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 너클 어셈블리.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 커넥터(300)에는 상기 캘리퍼와 함께 상기 캘리퍼 마운팅부(106a)에 고정되는 제2고정단(330)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 너클 어셈블리.