KR101340454B1 - 토크로드 구조체 및 그 토크로드의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양측 엔드부와 링크 로드를 다이캐스팅 주조법으로 일체 성형함으로써 생산성을 향상시킬 수 있도록 함과 아울러, 리테이너 링이 결합되는 결합홈 부위의 두께를 두껍게 형성시키고 보강재를 인서트 주조방식으로 결합시켜 강도를 보강한 토크로드 구조체 및 그 토크로드의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 알루미늄 합금 소재로 고진공 다이캐스팅 주조법에 의해 엔드부와 링크로드가 일체로 성형되는 토크로드와, 엔드부의 중공에 결합되고 리테이너 링에 의해 지지되는 부시 어셈블리로 구성된다.

Description

토크로드 구조체 및 그 토크로드의 제조방법{TORQUE ROD APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF THE TORQUE ROD}
본 발명은 토크로드 구조체 및 그 토크로드의 제조방법에 관한 것으로, 특히 엔드부와 링크로드의 연결없이 고진공 다이캐스팅주조법에 의해 일체 성형되고 알루미늄합금 소재로 성형됨에 따라 경량화시킬 수 있음과 아울러, 리테이너 링이 결합되는 부위를 보강할 수 있도록 그 구조가 개선된 토크로드 구조체 및 그 토크로드의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 토크로드는 차량 주행중 발생되는 전후 차륜간 인장, 압축, 비틀림 운동을 잡아주어 차량 안전성을 향상시키는 상용차량의 현가장치이다.
종래 토크로드는 차량의 측방향 흔들림을 방지하여 주행 안정성을 향상시키고 노면으로부터 충격을 흡수하여 승차감을 개선시키는 기능과, 뒤차축간의 거리 및 차축의 평형도를 유지하는 기능을 갖는다.
종래의 토크로드는 도 1에 도시된 바와 같이, 양단부에 형성된 고리형태의 엔드부(20,30)와, 상기 엔드부(20,30)를 연결하는 관형태의 링크로드(10)로 구성되어 있다.
상기 엔드부(20,30)에는 부시 어셈블리(200)가 삽입되어 주행중 노면으로부터 전달되는 충격이나 진동을 흡수하게 되며, 대형 차량의 경우 부시 어셈블리(200)를 이용하여 차축과 판스프링을 연결한다.
기존 토크로드는 스틸 소재로 구성되고, 링크로드의 소재를 절단하고 엔드부와 절단된 링크로드의 단품을 각각 가공한 후에, 상기 엔드부를 링크로드의 양단에 CO2 용접으로 접합시키는 등의 복잡한 제조공정을 갖는 단점이 있다.
또한, 상기 엔드부(20,30)와 링크로드(10)가 용접된 용접부위의 상부표면이 취약하여 떨어져 나가는(파손되는) 언더컷 현상이 발생되어 제품불량을 초래하는 문제점이 있다.
이를 개선하기 위한 종래 선행기술로는 대한민국 특허 공개번호 10-2011-127960호에 개시된 바와 같이, 기존의 용접에 의해 엔드부와 링크로드의 연결방식을 개선하여 링크로드를 가열하여 물결무늬형상으로 프레스 성형하여 접합하는 스웨징 공법을 적용함으로써, 기존의 용접에 의해 발생되는 언더컷으로 인한 제품불량을 방지할 수 있는 것이 있다.
상기한 선행기술은 스웨징 공법에 의해 엔드부와 링크로드의 연결부위를 개선한 장점이 있으나, 엔드부와 링크로드의 단품을 가공한 후에 가공된 단품들을 스웨징 공정으로 연결하는 공정으로 이루어져 있으므로, 생산성이 저하되고 공정 로스가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로써, 그 목적은 엔드부와 링크로드를 다이스캐스팅주조법으로 일체 성형함으로써, 성형 공정을 단순화시켜 생산성을 향상시키고 공정 로스를 방지할 수 있도록 그 구조가 개선된 토크로드 구조체 및 그 토크로드의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 리테이너 링이 결합되는 결합홈 내측에 보강재를 인서트 주조하고 두께를 다른 부위보다 더 두껍게 형성함으로써, 특정 부위의 강도를 보강할 수 있도록 그 구조가 개선된 토크로드 구조체 및 그 토크로드의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다이캐스팅주조법에 의해 성형되어 링크로드의 양측 단부에 각각의 중공을 갖는 양측의 엔드부가 일체로 형성되며, 상기 각 중공의 내주면에 리테이너 링이 결합되는 결합홈이 형성되는 토크로드와;
상기 엔드부의 중공에 결합되고 상기 리테이너 링에 의해 지지되는 부시 어셈블리;를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 토크로드는 10kPa이하의 진공도를 갖는 고진공 다이캐스팅 주조에 의해알루미늄 합금소재로 제조되고, 상기 결합홈의 내측에 스틸 소재의 보강재가 인서트 주조방식으로 일체로 결합된다.
상기 링크로드는 외측면에 강도를 향상시키기 위한 보강리브가 형성된다.
상기 양측의 엔드부는 일단부로부터 상기 결합홈이 형성된 타단부로 갈수록 두께가 두껍게 형성된다.
본 발명의 다른 특징적인 요소인 토크로드의 제조방법은, 링크로드의 양측 단부에 중공을 갖는 양측 엔드부가 일체화된 토크로드를 형성하도록 알루미늄 합금 소재를 10kPa이하의 고진공에서 다이캐스팅 주조법으로 성형하되,
상기 다이스캐스팅 주조시 상기 엔드부의 중공 내주면에 스틸 소재의 원형 리테이너를 삽입한 채로 용탕 주조하는 것을 특징으로 한다.
첫째, 알루미늄 합금 소재가 고진공 다이캐스팅 주조법을 통해 성형되므로, 성형성 및 생산성을 향상시킬 수 있으며 제품이 경량화되는 유용한 효과를 갖는다.
둘째, 보강재가 인서트 주조에 의해 결합홈의 내측으로 일체로 결합되고, 결합홈 부위의 두께가 다른 부위보다 더 두껍게 형성됨에 따라 리테이너 링이 결합되는 특정부위의 강도를 보강할 수 있는 이점을 갖는다.
셋째, 10kPa 이하의 진공도에서 다이캐스팅 주조 성형됨으로써, 성형시간을 단축시키고, 기포, 결육등의 불량을 방지할 수 있는 이점을 갖는다.
도 1은 종래 토크로드 구조체를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 토크로드를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명 토크로드에 부시 어셈블리가 결합된 상태를 보인 사시도.
도 4는 본 발명 엔드부의 구조를 나타낸 절개 사시도.
도 5는 본 발명의 엔드부에 부시 어셈블리가 결합되기 전 상태를 보인 사시도.
도 6은 본 발명의 엔드부에 부시 어셈블리가 결합된 상태를 나타낸 절개 사시도.
도 7a,7b는 본 발명 토크로드의 다른 실시 예를 나타낸 예시도.
본 발명은 양측 엔드부와 링크 로드를 다이캐스팅 주조법으로 일체 성형함으로써 생산성을 향상시킬 수 있도록 함과 아울러, 리테이너 링이 결합되는 결합홈 부위의 두께를 두껍게 형성시키고 보강재를 인서트 주조방식으로 결합시켜 강도를 보강한 것이다.
본 발명에 따른 토크로드 구조체는, 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 알루미늄 합금 소재로 고진공 다이캐스팅 주조법에 의해 엔드부(20,30)와 링크로드(10)가 일체로 성형되는 토크로드(100)와, 엔드부(20,30)의 중공에 결합되고 리테이너 링(300)에 의해 지지되는 부시 어셈블리(200)로 구성된다.
더 상세히 설명하면, 여기서 엔드부(20,30)는 링크로드(10)의 좌,우 양측 단부에 각각 중공을 갖도록 형성되고, 좌,우측의 엔드부(20,30)가 서로 상,하 대칭되는 구조로 형성된 것을 표현하고 있으나, 상,하 대칭되지 않은 구조로 형성될 수도 있다.
엔드부(20,30)는 부시 어셈블리(200)의 이탈을 방지하도록 중공 내주면에 리테이너 링(300)이 끼움 결합되도록 결합홈(22,32)이 형성되고, 일단부측 중공의 테두리에 걸림턱(25,35)이 형성된 구조를 갖는다.
즉, 좌측 엔드부(20)는 결합홈(22,32)이 중공의 하측에 형성되고 상부 테두리에 걸림턱(25)이 형성된 반면에, 우측 엔드부(30)는 결합홈(32)이 상측 중공의 내주면에 형성되고 하측에 걸림턱(35)이 형성된 구조를 갖는다.
따라서, 양측의 엔드부(20,30)는 걸림턱(25,35)이 형성된 부분을 일단부라 칭하고, 결합홈(22,32)과 근접된 부분을 타단부라 칭하기로 한다.
엔드부(20,30)는 일단부에서 타단부로 갈수록 두께가 두꺼워지도록 형성(L1＜L2)되며, 이는 리테이너 링(300)이 결합되는 부위를 보강하기 위함이다.
또한, 결합홈(22,32)은 내측에 알루미늄 합금 소재인 토크로드(100)의 소재와 다른 소재의 보강재(50)가 인서트 주조법에 의해 일체로 결합되어 있다.
보강재(50)는 외측에 리테이너 링(300)이 결합되도록 홈이 형성된 환형 구조를 가지며, 강도를 고려하여 스틸 소재를 채용하는 것이 바람직하다.
보강재(50)의 인서트 주조방식은 홈부(결합홈(22,32)를 구성하는 홈)를 갖는 환형 보강재(50;리테이너)를 미리 제작한 후에, 다이캐스팅 주조시 미리 제작된 보강재(50)를 삽입한 채로 용탕 주조하여 일체로 결합되도록 성형하는 방식을 채택한다.
즉, 토크로드(100)의 제조방법은 링크로드(10)의 양측 단부에 중공을 갖는 양측 엔드부(20,30)가 일체화된 토크로드(100)를 형성하도록 알루미늄 합금 소재를 10kPa이하의 고진공에서 다이캐스팅 주조법으로 성형하되, 상기 다이스캐스팅 주조시 상기 엔드부(20,30)의 중공 내주면에 미리 제작된 스틸 소재의 원형 보강재(50)를 삽입한 채로 용탕 주조하는 것이다.
그리고, 링크로드(10)는 외측면에 강도를 보강하기 위한 보강리브(12)가 돌출되게 형성되어 있다.
보강리브(12)는 트러스구조를 채택하거나, 길이방향 수평으로 길게 형성될 수도 있다.(도 7a,7b 참조)
부시 어셈블리(200)는 통상의 것으로서, 합금강 소재의 핀 외측에 고무 소재가 위치하며, 고무소재의 외측에 탄소강 소재의 원통형 몸체가 위치하는 구조를 갖는다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 토크로드 구조체는, 상기한 토크로드(100)를 10kPa이하의 진공도에서 고진공 다이캐스팅함으로써, 성형시간을 단축시키고, 기포, 결육등의 불량을 방지할 수 있다.
이때, 토크로드(100)는 성형성을 고려하여 5mm이하의 두께로 제작되며, 앞서 설명한 바와 같이, 알루미늄 합금 소재로 다이캐스팅 주조법에 의해 성형 제작되어 경량화에 유리한 이점을 갖는다.
다이캐스팅 주조법에 의해 제작된 토크로드(100)의 링크로드(10)는 외측면에 보강리브(12)가 돌출되게 형성된다.
엔드부(20,30)는 일단부(좌측 엔드부(20)의 상부, 우측 엔드부(30)의 하부)로부터 각각의 결합홈(22,32) 부위로 갈수록 두께가 두꺼워지도록 형성된다. 이는, 리테이너 링(300)이 결합되는 부위의 강도를 보강하기 위함이다.
양측의 엔드부(20,30)는 앞서 설명한 바와 같이, 상,하가 서로 대칭되는 구조로 형성된다.
또한, 엔드부(20,30)의 결합홈(22,32) 내측에는 인서트 주조법에 의해 스틸 소재의 보강재(50)가 일체로 결합된다.
상기한 양측의 엔드부(20,30)중 좌측 엔드부(20)는 중공의 하부측 내주면에 결합홈(22)이 형성되고, 우측 엔드부(30)는 중공의 상부측 내주면에 결합홈(32)이 형성되는 구조를 갖는다.
이로 인해, 좌측 엔드부(20)에 결합되는 부시 어셈블리(200)는 좌측 엔드부(20)의 중공 하측에서 상측으로 끼움 결합되고, 우측 엔드부(30)에 결합되는 부시 어셈블리(200)는 우측 엔드부(30)의 중공 상측에서 하측으로 끼움 결합되는 결합방식을 갖는다.
이후에, 리테이너 링(300)은 부시 어셈블리(200)가 좌,우측 엔드부(20,30)의 중공에 결합된 후에 각각의 결합홈(22,32) 내에 결합되어 각각의 부시 어셈블리(200)를 고정 및 지지하는 기능을 갖는다.
상기한 제조방식에 의해 제작된 토크로드(100)는 알루미늄 합금 소재로 구성되어 경량화됨과 아울러, 보강재(50)가 인서트 주조에 의해 결합홈(22,32)의 내측으로 일체로 결합되고 결합홈(22,32) 부위의 두께가 다른 부위보다 더 두껍게 형성됨에 따라 강도를 보강할 수 있는 이점을 갖는다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 링크로드 12 : 보강리브
20,30 : (좌,우측)엔드부 22,32 : 결합홈
25,35 : 걸림턱 50 : 보강재
100 : 토크로드 200 : 부시 어셈블리
300 : 리테이너 링

Claims (5)

  1. 알루미늄 합금소재로 10kPa이하의 진공도를 갖는 고진공 다이캐스팅주조법에 의해 성형되어 링크로드(10)의 양측 단부에 각각의 중공을 갖는 엔드부(20,30)가 일체로 형성되며, 상기 각 중공의 내주면에 리테이너 링(300)이 결합되는 결합홈(22,32)이 형성되는 토크로드(100)와;
    상기 엔드부(20,30)의 중공에 결합되고 상기 리테이너 링(300)에 의해 지지되는 부시 어셈블리(200)와;
    상기 결합홈(22,32)의 내측에 인서트 주조법에 의해 일체로 결합된 스틸 소재의 보강재(50);를 구비하며,
    상기 보강재는 상기 리테이너 링(300)이 결합되도록 홈이 형성된 환형 구조이며,
    상기 링크로드(10)의 외측면에는 강도 향상을 위한 트러스구조의 보강리브(12)가 형성되며,
    상기 양측의 엔드부(20,30)는 일단부로부터 상기 결합홈(22,32)이 형성된 타단부로 갈수록 두께가 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 토크로드 구조체.
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