KR100793698B1 - A knuckle of car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 너클에 관한 것으로, 본 발명에 따른 너클(10)은 상부몸체의 굽힘하중이 작용하는 방향 양측면에 살빼기홈(16)이 형성되어 I형 단면을 가지는 형상으로 제작된다.The present invention relates to a knuckle of an automobile, the knuckle 10 according to the present invention is produced in the shape having an I-shaped cross-section is formed in the fat groove 16 on both sides in the direction in which the bending load of the upper body.
상기와 같은 형상의 너클(10)의 제작을 위한 금형은 좌형(30)과 우형(31)으로 이루어져 이형시 수평방향 좌우로 분리되며, 상기 살빼기홈(16)을 형성하는 돌출부(P)가 각각 좌형(30)의 우측내면과 우형(31)의 좌측내면에 형성되는 구조로 이루어진다.The mold for the production of the knuckle 10 of the shape as described above consists of the left mold 30 and the right mold 31 are separated in the horizontal direction left and right when releasing, the projections P forming the fattening grooves 16, respectively It consists of a structure formed on the right inner surface of the left mold 30 and the left inner surface of the right mold 31.
이와 같은 본 발명에 따라 제공된 너클(10)은 굽힘하중이 작용하는 방향에 대해 I형 단면을 가지므로, 기존 H형 단면을 가지는 너클에 비하여 동일 강성을 가지도록 제작할 경우 단면적이 감소하여 중량이 감소되고, 동일 단면적 즉, 동일 중량으로 제작될 경우 굽힘강도가 증가되는 효과가 있다.Since the knuckle 10 provided according to the present invention has an I-shaped cross section with respect to the direction in which the bending load acts, the cross-sectional area is reduced and the weight is reduced when manufactured to have the same rigidity as the knuckle having an H-shaped cross section. When the same cross-sectional area, that is, manufactured with the same weight, the bending strength is increased.
자동차의 너클, 금형, 살빼기홈, 좌형, 우형, I형 단면 Knuckle, mold, weight groove, left type, right type, I type cross section of car
Description
도 1은 종래 너클의 사시도,1 is a perspective view of a conventional knuckle,
도 2는 종래 너클의 제작을 위한 금형 구성도,2 is a mold configuration diagram for manufacturing a conventional knuckle,
도 3은 도 1의 A-A선 단면도,3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 너클의 사시도,4 is a perspective view of a knuckle according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 너클의 제작을 위한 금형 구성도,5 is a mold configuration for the production of knuckles according to the present invention,
도 6은 도 4의 B-B선 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 4.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 너클 11 : 허브베어링설치공10: knuckle 11: hub bearing installation
12 : 볼조인트장착부 13 : 타이로드연결부12: ball joint mounting portion 13: tie rod connection
14 : 캘리퍼장착부 15 ; 어퍼암연결부14:
16 : 살빼기홈 30 : 좌형16: weight loss home 30: left
31 : 우형 P : 돌출부31: right side P: protrusion
C : 코어C: core
본 발명은 자동차의 너클에 관한 것으로, 특히 동일한 강성을 유지하면서 중량을 감소시킬 수 있도록 된 너클에 관한 것이다.The present invention relates to knuckles of motor vehicles, and more particularly to knuckles, which are capable of reducing weight while maintaining the same rigidity.
자동차에서 너클은 동력전달과 조향 및 제동 그리고 차량의 하중지지에 관계된 역할을 수행한다.In vehicles, knuckles play a role in power transmission, steering and braking, and the load-bearing of the vehicle.
도 1에 도시된 바와 같이, 너클(10)은 대략 원통형의 하부몸체와 이로부터 상방으로 소정형상으로 굴곡 연장된 상부몸체로 이루어지는데, 상기 하부몸체에는 드라이브샤프트(=하프샤프트)의 일단과 이에 연결되는 허브베어링이 관통설치되어 지지되는 허브베어링설치공(11)과, 로워암의 단부에 연결하기 위한 볼조인트가 장착되는 볼조인트장착부(12)와, 타이로드의 단부가 연결되는 타이로드연결부(13) 및 브레이크캘리퍼를 장착하기 위한 캘리퍼장착부(14)가 형성되고, 상기 상부몸체의 상단에는 어퍼암을 연결하기 위한 어퍼암연결부(15)가 형성된 형상으로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the
따라서, 상기 허브베어링설치공(11)을 통해 드라이브샤프트의 일단과 허브베어링(허브와 베어링이 일체로 조립되어 있어 허브베어링 어셈블리라고 불리우나 기재의 편의를 위해 허브베어링으로 칭함)을 지지함으로써 동력전달부품을 지지하는 역할을 수행하고, 타이로드연결부(13)에 타이로드가 연결되어 스티어링휠 조작에 따라 너클(10)을 회전시킴으로써 조향작용이 이루어지도록 하며, 상기 캘리퍼장착부(14)에 브레이크캘리퍼를 장착하여 디스크를 잡아줄 수 있도록 함으로써 제동에 관계된 작용을 하며, 상단과 하단의 어퍼암연결부(15)와 볼조인트장착부(12)를 통해 어퍼암과 로어암이 연결되고 상기 허브베어링에 휠(차륜)이 연결되어 있으므로 차체의 하중을 지지하는 역할을 수행하게 된다.Accordingly, one end of the drive shaft and the hub bearing (hub and bearing are integrally assembled through the hub bearing
이와 같이, 상기 너클(10)은 연관된 여러 가지 부품의 작동에 의하여 다양한 방향의 힘을 받으므로 이에 대응할 수 있는 충분한 강성을 갖추어야 하며, 여러 부품을 장착하기 위해 복잡한 형상을 가지므로 쇳물을 금형에 붓고 냉각 응고시켜 제작하는 주조를 통해 많이 제작된다.In this way, the
한편, 종래 너클 주조를 위한 금형은 도 2에 도시된 바와 같이, 상형(20)과 하형(21)으로 이루어져 있으며, 따라서 주물 응고 후, 금형은 고정된 하형(21)에 대하여 상형(20)이 상승하여 분리되게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the mold for conventional knuckle casting consists of an
한편, 너클(10)의 상부몸체에는 충분한 강성을 확보하면서도 중량을 가볍게 하기 위하여 살빼기홈(16)을 형성하는데, 상기와 같이 금형의 분리방향이 상하방향이므로 상기 살빼기홈(16)을 형성하기 위한 돌출부(P)를 상형(20)의 저면과 하형(21)의 상면에 형성할 수 밖에 없으며, 따라서 도 1에 도시된 바와 같이 살빼기홈(16)이 주조상태에서 너클(10)의 상면과 하면 즉, 상부몸체에 굽힘하중(화살표방향)이 작용하는 방향의 면들에 형성될 수 밖에 없어, 너클(10)의 상부몸체는 굽힘하중 작용방향에서 볼 때 도 3에 도시된 바와 같이, H형강의 단면을 갖게 된다.On the other hand, in the upper body of the
이와 같은 H형강 단면으로 이루어진 너클(10)의 상부몸체는 굽힘하중에 대응 하는 힘이 약하여 필요로 하는 충분한 강성을 갖도록 하기 위해서는 그만큼 큰 단면계수를 갖도록 해야 하므로 너클 제작에 소모되는 재료의 양이 증가하여 중량이 증가하게 되는 문제점이 있었다.The upper body of the
즉, 기존의 너클(10)은 고강성 저중량 관점에서 볼 때 비효율적이었다.That is, the
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 상부몸체의 굽힘하중에 대한 강성이 동일하게 유지되거나 그 이상으로 확보되면서도 중량은 감소할 수 있도록 된 자동차의 너클을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a knuckle of the car that can be reduced in weight while maintaining the same rigidity or rigidity of the upper body bending load have.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 너클은, 하부몸체에 허브베어링설치공과 볼조인트장착부와 타이로드연결부 및 캘리퍼장착부가 형성되고, 하부몸체로부터 상방으로 소정형상으로 굴곡연장 성형된 상부몸체의 상단에 어퍼암연결부가 형성된 자동차의 너클에 있어서, 상기 상부몸체의 굽힘하중이 작용하는 방향의 양측면에 살빼기홈이 형성되어 I형강 단면을 가지는 것을 특징으로 한다.The knuckle of the vehicle according to the present invention for achieving the above object, the hub bearing installation hole and the ball joint mounting portion and the tie rod connecting portion and the caliper mounting portion is formed in the lower body, and bend-extended in a predetermined shape upward from the lower body In a knuckle of an automobile having an upper arm connecting portion formed on an upper end of an upper body, a fat groove is formed on both sides of the direction in which the bending load of the upper body is applied to have an I-shaped steel cross section.
상기와 같은 너클의 제작을 가능하게 하는 금형은 좌형과 우형으로 이루어지며, 너클 상부몸체의 굽힘하중 작용 방향 양측면에 살빼기홈을 형성하는 돌출부가 각각 좌형의 우측내면과 우형의 좌측내면에 형성되고, 이형시 수평방향 좌우로 분리되는 것을 특징으로 한다.The mold which enables the production of the knuckle as described above is made of a left mold and a right mold, and protrusions forming a fat groove on both sides of the bending load action direction of the upper knuckle body are formed on the right inner surface of the left mold and the left inner surface of the right mold, respectively. When releasing, it is characterized in that the horizontal direction is separated.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
도 4는 본 발명에 따른 너클의 사시도로서, 본 발명에 따른 너클(10) 역시 너클로서의 기본적 형상을 갖춘다.4 is a perspective view of a knuckle according to the present invention, wherein the
즉, 대략 원통형의 하부몸체와 이로부터 상방으로 연장된 상부몸체로 이루어져 있으며, 상기 하부몸체에 드라이브샤프트의 일단과 허브베어링을 관통설치하기 위한 허브베어링설치공(11)과, 로워암 볼조인트가 장착되는 볼조인트장착부(12)와, 타이로드의 단부가 연결되는 타이로드연결부(13) 및 브레이크캘리퍼를 장착하기 위한 캘리퍼장착부(14)가 형성되고, 상기 상부몸체에는 어퍼암을 연결하기 위한 어퍼암연결부(15)가 형성된다.That is, it consists of a substantially cylindrical lower body and an upper body extending upward therefrom, the hub bearing installation hole (11) and the lower arm ball joint for installing one end of the drive shaft and the hub bearing through the lower body A ball
상기와 같은 구조의 너클에 있어서, 본 발명은 상기 상부몸체의 굽힘하중이 작용하는 방향의 양측면에 살빼기홈(16)이 형성되어, I형강 단면을 가지는 것에 그 특징이 있다.In the knuckle of the above structure, the present invention is characterized in that the
즉, 본 발명에 따른 너클(10)의 상부몸체는 굽힘하중이 작용하는 방향(화살표 방향)에서 볼 때 전술한 바와 같이 I형강 단면을 가지게 된다(도 6참조).That is, the upper body of the
통상적으로 단면적이 동일할 경우, H형강과 I형강의 단면계수는 I형강이 H형강에 비해 3배 정도 크다.In general, when the cross-sectional area is the same, the cross-sectional coefficients of H-beams and I-beams are three times larger than those of H-beams.
한편, 응력(σ)과 굽힘모멘트(M) 및 단면계수(Z)의 관계를 나타낸 공식, σ= M/Z 을 참조하면 단면계수(Z)가 커지면 굽힘모멘트(M)에 견디는 힘이 커지는 것을 알 수 있다.On the other hand, referring to the formula showing the relationship between stress (σ), bending moment (M) and cross section coefficient (Z), σ = M / Z, the larger the cross section coefficient (Z), the greater the force to withstand bending moment (M). Able to know.
즉, 살빼기홈(16)의 형성 위치를 변경하여 굽힘하중 작용방향에 대하여 너클(10) 상부몸체의 단면 형상을 I형으로 만들면 단면계수(Z)가 커지므로 너클(10)의 상부몸체를 더 작은 단면적을 갖도록 제작하여도 H형 단면을 갖는 종래의 상부몸체와 동일한 크기의 굽힘하중을 견딜 수 있게 되는 것이다.That is, if the cross-sectional shape of the upper body of the
따라서, 본 발명에 따른 너클(10)은 굽힘하중에 대하여 종래와 동일한 강성을 갖도록 제작하여도 보다 작은 단면적을 갖도록 제작할 수 있기 때문에, 그 중량이 감소되는 것이다.Therefore, since the
역으로, 같은 중량으로 너클을 제작할 경우, 즉, 상부몸체가 종래와 같은 단면적을 갖도록 너클을 제작할 경우에는 그에 상당하는 만큼의 단면계수 증가에 의해 굽힘강도를 보다 증가시킬 수 있게 되는 것이다.Conversely, when the knuckle is manufactured with the same weight, that is, when the knuckle is manufactured so that the upper body has the same cross-sectional area as before, the bending strength can be further increased by the increase in the cross-sectional coefficient corresponding to that.
한편, 상기와 같은 형상으로 너클을 제작하기 위해서는 종래와 같이 상형과 하형으로 이루어져 상하방향으로 분리되는 금형을 사용할 경우 금형에 살빼기홈(16) 형성을 위한 돌출부(P)를 형성하지 않고, 주조를 통해 살빼기홈이 없는 형상의 너클을 제작한 후, 절삭공정을 추가로 실시하여 살빼기홈을 형성할 수도 있으나 이는 공정이 추가되므로 이에 따른 시간과 비용이 증가하므로 비효율적이다.On the other hand, in order to manufacture the knuckle in the shape as described above, when using a mold consisting of the upper and lower molds separated in the vertical direction as in the prior art, without forming a protrusion (P) for forming the
따라서, 주조공정만으로 I형 단면을 갖춘 너클을 제작할 수 있는 금형이 필요하게 되었다.Therefore, there is a need for a mold capable of producing a knuckle having an I-shaped cross section only by a casting process.
이를 가능하게 하는 본 발명에 따른 금형은 도 5에 도시된 바와 같이, 좌형(30)과 우형(31)으로 이루어지며, 너클(10) 상부몸체의 굽힘하중 작용 방향 양측면 에 살빼기홈(16)을 형성하는 돌출부(P)가 각각 상기 좌형(30)의 우측내면과 우형(31)의 좌측내면에 형성되는 것을 특징으로 한다.The mold according to the present invention that enables this is made of a
상기 좌형(30)과 우형(31)은 주물 응고후, 지면에 대해 수평방향 좌우로 분리되므로, 상기와 같이 좌형(30)의 우측내면과 우형(31)의 좌측내면에 돌출부(P)를 형성하는 것이 가능하다.Since the
한편, 상기와 같이 금형이 좌형(30)과 우형(31)으로 이루어져 수평방향 좌우로 분리되므로, 너클(10)의 하부몸체 형상을 이분할 한 형상대로 좌/우형(30,31)의 내측면을 형성할 경우(점선 표시부)에는, 주물 응고후, 금형을 분리할 때 하부몸체에 형성된 볼조인트장착부(12)가 걸려 이형이 불가능하게 되므로, 볼조인트장착부(12)의 사이 공간 형성을 위한 코어(C)를 설치하여야 함은 물론이다.On the other hand, since the mold is composed of the
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 좌우 분리형 금형에 의하여 너클 상부몸체의 굽힘하중 작용방향의 양측면에 살빼기홈을 형성하는 것이 가능해짐으로써 굽힘하중 작용방향에 대해 I형 단면을 갖는 너클을 제작할 수 있게 된다.As described above, by allowing the left and right separation molds according to the present invention to be able to form a fat groove on both sides of the bending load acting direction of the knuckle upper body, it is possible to produce a knuckle having an I-type cross section with respect to the bending load acting direction. do.
따라서, 동일 강성을 갖도록 너클을 제작할 경우 너클의 중량을 감소시킬 수 있게 되며, 동일 중량으로 제작할 경우에는 굽힘강도를 증가시킬 수 있게 되는 효과가 있다.Therefore, when the knuckle is manufactured to have the same rigidity, the weight of the knuckle can be reduced, and when the knuckle is manufactured at the same weight, the bending strength can be increased.
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