KR101211422B1 - 현가장치용 링크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현가장치용 링크에 관한 것으로서, 특히, 제작이 용이하고 좌굴강성이 향상되며 무게를 줄일 수 있는 현가장치용 링크에 관한 것이다.
본 발명은, 개구부를 구비하도록 판재의 작업 대상물에 프레스공정을 행하여 이루어지는 본체와, 본체와 일체로 형성되고 현가부재와 결합되는 연결부를 포함하는 현가장치용 링크를 제공한다.

Description

현가장치용 링크 {LINK FOR SUSPENSION}

본 발명은 현가장치용 링크에 관한 것으로서, 특히, 제작이 용이하고 좌굴강성이 향상되며 무게를 줄일 수 있는 현가장치용 링크에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 불균일한 노면을 주행하게 되므로 소음을 수반하는 진동을 받게 되는데, 차체가 흔들리는 현상을 방지하기 위해 스프링과 쇽 업소버 및 스태빌라이저 등의 부재가 설치된다.

이러한 부재들은 댐핑력 및 차고 조종의 기능을 주로 행하면서 차량의 승차감과 안정성을 개선하는 역할을 한다.

이와 같은 현가장치 중 리어 현가장치는 보통 3개 내지 5개의 링크를 사용하여 액슬의 위치를 결정하는 멀티링크 리어 현가장치를 이룬다.

이러한 현가장치가 지지되는 로워암의 일단은 차륜의 너틀(또는 캐리어)부위에 부시에 의해 체결되고, 로워암의 타단은 크로스멤버(또는 서브프레임)에 부시 체결된다.

캐리어와 로워암이 설치되는 경우에는 캐리어에 리어액슬이 장착되어 휠이 연결된다.

캐리어와 크로스멤버 사이에는 어시스트암이 설치되고, 어시스트암과 크로스멤버는 부시를 매개로 연결되며, 어시스트암은 휠의 토우각을 조절하게 된다.

여기서, 로워암, 트레일링암 및 어시스트암과 같은 부재를 통칭하여 현가장치용 링크라 정의한다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

일반적인 현가장치용 링크 중에 로드 모양으로 이루어지는 링크는 다른 부재와 연결될 수 있도록 로드의 단부에 연결부가 용접되므로 현가장치용 링크의 제작공정이 복잡한 문제점이 있다.

또한, 하나의 작업 대상물을 가공하여 연결부가 일체로 형성되는 현가장치용 링크를 제작하는 경우에는 좌굴강성을 향상시키면 링크의 무게가 증가되고 링크의 무게를 감소시키면 좌굴강성을 향상시키기 어려운 문제점이 있다.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 제작공정이 간단하고 무게를 절감할 수 있으며 좌굴강성이 향상되는 현가장치용 링크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 개구부를 구비하도록 판재의 작업 대상물에 프레스공정을 행하여 이루어지는 본체와, 상기 본체와 일체로 형성되고 현가부재와 결합되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현가장치용 링크를 제공한다.

또한, 상기 연결부는 상기 본체로부터 연장되는 부위에 간격을 유지하도록 한 쌍의 홀부가 형성되고, 상기 홀부가 서로 대향되도록 상기 본체가 절곡되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부는, 상기 본체의 일측 단부에 형성되고 테두리에 곡면부가 형성되는 제1연결부와, 상기 본체의 타측 단부에 형성되는 제2연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체에는 단차가 형성되고, 상기 단차는 상기 제2연결부의 테두리와 인접하도록 곡선을 이루며 연장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개구부의 단부에는 절곡부가 형성되고, 상기 절곡부는 상기 제2연결부의 테두리 및 상기 단차와 인접하도록 곡선을 이루며 연장되어 결합단부를 이루는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합단부는 수직방향 또는 수직방향으로부터 상기 제2연결부의 외측 방향으로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체에는 절개홀부가 형성되고, 상기 절개홀부를 포함하는 상기 본체의 단면중심은 상기 본체의 중심선 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단면중심은 상기 중심선을 원점으로 하는 원의 면적이 상기 본체의 단면을 폐곡선으로 가정한 면적과 비교하여 3%이하인 원의 내부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 현가장치용 링크는 판재의 작업 대상물에 프레스공정을 행하여 제작할 수 있으므로 현가장치용 링크를 제작하는데 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 현가장치용 링크는 내부에 공간부가 형성되므로 링크의 무게를 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 현가장치용 링크는 연결부의 중심선과 단면도심이 설정범위 이내에 포함되도록 가깝게 배치되므로 링크의 축 방향으로 가해지는 외력에 의해 발생되는 좌굴현상을 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크가 도시된 저면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크가 도시된 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크가 도시된 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 A-A선 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크의 좌굴강도에 대한 해석결과가 도시된 표이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크의 좌굴강도에 대한 해석결과가 도시된 그래프이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 현가장치용 링크의 일 실시예를 설명한다.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크가 도시된 저면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크가 도시된 측면도이다.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크가 도시된 평면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 A-A선 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크의 좌굴강도에 대한 해석결과가 도시된 표이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크의 좌굴강도에 대한 해석결과가 도시된 그래프이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크는 개구부(31)를 구비하도록 판재의 작업 대상물에 프레스공정을 행하여 이루어지는 본체(30)와, 본체(30)와 일체로 형성되고 현가부재와 결합되는 연결부(50)를 포함한다.

본체(30)는 판재의 작업 대상물을 프레스공정에 의해 절곡시켜 단면 형상이 'ㄷ' 모양을 이루므로 본체(30)의 일측면에는 개구부(31)가 형성된다.

본 실시예의 현가장치용 링크는 판재의 작업 대상물에 프레스공정을 행하여 단면 형상이 'ㄷ' 모양으로 절곡된 링크를 이루므로 부품수가 절감되는 효과가 나타나게 된다.

또한, 본 실시예의 현가장치용 링크는 'ㄷ' 모양의 단면 형상에 의해 축 방향의 외력에 대한 강성을 의미하는 좌굴강성이 향상되는 효과가 나타나게 된다.

또한, 본체(30)의 내부에 공간이 형성되므로 현가장치용 링크의 무게가 감소되어 링크가 설치되는 차량의 무게를 줄일 수 있게 된다.

연결부(50)는 본체(30)로부터 연장되는 부위에 간격을 유지하도록 한 쌍의 홀부가 형성되고, 홀부가 서로 대향되도록 본체(30)가 절곡되어 이루어진다.

판재의 작업 대상물을 절단하여 양측 단부가 돌출된 모양을 이루도록 하고, 돌출된 부위에 한 쌍의 홀부를 가공하고 한 쌍의 홀부가 서로 대향되도록 작업 대상물을 절곡시키면 연결부(50)가 일체로 형성되는 본체(30)를 이루게 된다.

따라서 연결부(50)는 서로 간격을 유지하면서 대향되게 배치되는 한 쌍의 홀부를 포함하여 이루어지게 되므로 한 쌍의 홀부 사이에 현가부재가 삽입되어 결합되거나 현가부재와 결합되는 부시가 설치된다.

연결부(50)는 본체(30)의 일측 단부에 형성되고 테두리에 곡면부(52a)가 형성되는 제1연결부(52)와, 본체(30)의 타측 단부에 형성되는 제2연결부(54)를 포함한다.

제1연결부(52)는 부시가 삽입되어 고정될 수 있도록 제2연결부(54)와 비교하여 큰 홀부가 형성되어 이루어지고, 본체(30)의 내측 방향으로 곡선을 이루면 절곡되어 곡면부(52a)가 형성된다.

따라서 제1연결부(52)를 이루는 한 쌍의 홀부 사이에 부시가 개재되면 각각의 홀부로부터 내측 방향으로 절곡되는 곡면부(52a)가 부시를 가압하므로 제1연결부(52)로부터 부시가 분리되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 곡면부(52a)는 제1연결부(52)를 이루는 홀부의 내측 테두리로부터 본체(30)의 내측 방향으로 곡선을 이루면 절곡되므로 제2연결부(54)가 변형되거나 파손되는 것을 방지하는 보강리브의 역할을 행하게 된다.

본체(30)에는 단차(32)가 형성되고, 단차(32)는 제2연결부(54)의 테두리와 인접하도록 곡선을 이루며 연장된다.

본체(30)의 양측면에는 축 방향으로 길게 단차(32)가 형성되므로 본 실시예의 링크의 좌굴강성이 보다 효과적으로 향상된다.

단차(32)는 개구부(31)로부터 본체(30) 내측으로 갈수록 폭이 좁아지도록 단차(32)가 형성되므로 금형에 의한 프레스공정이 종료된 후에 개구부(31) 내측으로 삽입되었던 금형이 용이하게 본체(30)와 분리될 수 있게 된다.

또한, 단차(32)는 제2연결부(54)의 테두리와 인접하도록 곡선을 이루며 연장되어 제2연결부(54)의 변형을 방지하는 보강리브 역할을 행하게 된다.

개구부(31)의 단부에는 절곡부(33)가 형성되고, 절곡부(33)는 제2연결부(54)의 테두리 및 단차(32)와 인접하도록 곡선을 이루며 연장되어 결합단부(34)를 이루게 된다.

개구부(31)의 단부는 본체(30)의 외측 방향으로 곡면을 이루며 절곡되어 절곡부(33)를 이루게 되므로 본체(30)의 좌굴강성을 향상시키는 보강리브의 역할을 행하게 되고, 프레스공정이 완료된 후에 개구부(31)로부터 분리되는 금형이 절곡부(33)와 간섭되지 않도록 한다.

또한, 절곡부(33)는 단차(32)와 같이 제2연결부(54)의 테두리와 인접하도록 곡선을 이루며 연장되므로 제2연결부(54)의 보강리브 역할을 행하게 되고, 절곡부(33)의 단부와 단차(32)의 단부가 하나의 리브로 연결되어 결합단부(34)를 이루게 된다.

따라서 제2연결부(54)의 외측 테두리에는 결합단부(34)가 형성되므로 제2연결부(54)의 강도가 보다 효과적으로 향상된다.

또한, 결합단부(34)는 수직방향 또는 수직방향으로부터 제2연결부(54)의 외측 방향으로 경사지게 배치되므로 프레스공정을 완료한 금형이 제2연결부(54)로부터 분리될 때에 결합단부(34)와 금형이 간섭되는 것을 방지하게 된다.

본체(30)에는 절개홀부(35)가 형성되고, 절개홀부(35)를 포함하는 본체(30)의 단면중심(36)은 본체(30)의 중심선(37) 상에 배치되는 것이 바람직하다.

여기서, 단면중심(36)은, 본체(30)의 단면형상 중에서 상부와 하부의 단면적이 동일하도록 본체(30)를 상하로 양분하여 하는 직선과, 본체(30)의 단면형상 중에서 좌우의 단면적이 동일하도록 본체(30)를 좌우로 양분하는 직선 사이의 교차점을 의미한다.

단면중심(36)과 같은 축 상에 외력이 인가되면 본체(30)의 단면에 고르게 좌굴응력이 분산되므로 링크의 좌굴강도가 향상되는 효과가 나타나게 된다.

본 실시예의 현가장치용 링크는 제1연결부(52) 및 제2연결부(54)에 체결부재에 의해 다른 현가부재가 결합되므로 제1연결부(52)의 중심과 제2연결부(54)의 중심을 연결하는 중심선(37)을 따라 외력이 인가된다.

따라서 링크의 중심선(37)과 본체(30)의 단면중심(36)이 동일선상에 위치되도록 링크의 형상을 설계하면 링크에 가해지는 외력에 의해 좌굴이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본체(30)의 단면중심(36)은 본체(30)의 높이(c) 및 절개홀부(35)의 크기(d)에 따라 위치가 가변될 수 있으므로 링크를 설계할 때에 절개홀부(35)의 크기(d)를 조절하여 단면중심(36)이 중심선(37) 상에 위치도록 한다.

본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 본체(30)의 단면을 폐곡선으로 가정한 면적을 전체면적(a)이라 정의하고, 중심선(37)을 원점으로 하는 원을 중심원이라 정의한다.

본 실시예의 단면중심(36)은 중심원의 면적(b)이 전체면적(a)과 비교하여 3%이하인 원의 내부에 배치되는 것이 바람직하다.

본체(30)의 높이(c) 및 절개홀부(35)의 크기(d)를 조절하여 다양한 모양의 링크를 제작하고 단면중심(36)이 중심선(37)과 동일한 위치인 케이스1로부터 중심원의 면적(b)을 증가시키면서 좌굴강도를 시험하였다.

본체(30)의 단면중심(36)을 중심선(37)으로부터 거리를 단계적으로 멀리하면서 링의 좌굴강도를 시험하였으며, 단면중심(36)과 중심선(37) 사이의 거리를 전체면적(a)과 중심원의 면적(b) 사이의 비율로 환산하였다.

케이스1은 본체(30)의 단면중심(36)이 중심선(37)과 동일선상에 위치되는 경우이고, 케이스2는 중심원의 면적(b)이 전체면적(a)의 1.0%인 경우이고, 케이스3은 중심원의 면적(b)이 전체면적(a)의 2.0%인 경우이고, 케이스4는 중심원의 면적(b)이 전체면적(a)의 3.0%인 경우이고, 케이스5는 중심원의 면적(b)이 전체면적(a)의 4.0%인 경우이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 중심원의 면적(b)이 전체면적(a)의 3.0%를 초과하면 링크의 좌굴강도가 현저하게 떨어짐을 알 수 있다.

따라서 본체(30)의 단면중심(36)은 전체면적(a)과 비교하여 3.0% 이하의 중심원 내부에 위치되는 것이 바람직함을 알 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치용 링크의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 현가장치용 링크가 캐리어와 크로스멤버 사이에는 어시스트암으로 설치되는 경우에는 차량 주행 중에 차량이 선회하게 되면 휠로부터 어시스트암의 축 방향으로 외력이 발생된다.

이때, 본체(30)의 단면중심(36)은 중심선(37)과 동일선상에 위치되므로 연결부(50)의 중심선(37)을 따라 본체(30)로 전달되는 외력에 의해 발생되는 좌굴응력은 본체(30)의 단면 전체에 고르게 분산된다.

따라서 차량 선회 시에 캐리어로부터 연결부(50)를 따라 본체(30)로 전달되는 외력에 의해 어시스트암이 변형되거나 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

또한, 어시스트암의 내부에 공간이 형성되므로 현가장치의 무게가 감소되고 승차감이 향상되는 효과가 나타나게 된다.

이로써, 제작공정이 간단하고 무게를 절감할 수 있으며 좌굴강성이 향상되는 현가장치용 링크를 제공할 수 있게 된다.

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.

또한, 차량의 현가장치용 링크를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 차량의 현가장치가 아닌 다른 제품에도 본 발명의 링크가 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

30 : 본체 31 : 개구부
32 : 단차 33 : 절곡부
34 : 결합단부 35 : 절개홀부
36 : 단면중심 37 : 중심선
50 : 연결부 52 : 제1연결부
52a : 곡면부 54 : 제2연결부

Claims (8)

1. 개구부를 구비하도록 판재의 작업 대상물에 프레스공정을 행하여 이루어지는 본체; 및
   상기 본체와 일체로 형성되고 현가부재와 결합되는 연결부를 포함하고;
   상기 연결부는,
   상기 본체의 일측 단부에 형성되고 테두리에 곡면부가 형성되는 제1연결부; 및
   상기 본체의 타측 단부에 형성되는 제2연결부를 포함하고;
   상기 본체에는 단차가 형성되고, 상기 단차는 상기 제2연결부의 테두리와 인접하도록 곡선을 이루며 연장되고;
   상기 개구부의 단부에는 절곡부가 형성되고, 상기 절곡부는 상기 제2연결부의 테두리 및 상기 단차와 인접하도록 곡선을 이루며 연장되어 결합단부를 이루고;
   상기 결합단부는 수직방향 또는 수직방향으로부터 상기 제2연결부의 외측 방향으로 경사지게 배치되고;
   상기 본체에는 절개홀부가 형성되고, 상기 절개홀부를 포함하는 상기 본체의 단면중심은 상기 본체의 중심선 상에 배치되고;
   상기 단면중심은 상기 중심선을 원점으로 하는 원의 면적이 상기 본체의 단면을 폐곡선으로 가정한 면적과 비교하여 3%이하인 원의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 현가부재용 링크.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결부는 상기 본체로부터 연장되는 부위에 간격을 유지하도록 한 쌍의 홀부가 형성되고, 상기 홀부가 서로 대향되도록 상기 본체가 절곡되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 현가장치용 링크.
   
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