KR102105845B1 - 판스프링의 장착구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 힌지브라켓의 측벽들 사이로 판스프링의 끝단에 형성된 아이가 진입하고, 고정볼트가 아이를 관통하여 힌지브라켓에 체결되는 판스프링의 장착구조에 있어서, 서로 이격된 2개의 측벽을 갖되 일측 측벽에는 고정볼트가 진입하는 제1홀이 형성되고, 타측 측벽에는 고정볼트가 나사결합되는 제2홀이 형성된 힌지브라켓;과 상기 측벽들 사이로 진입하여 위치하되, 고정볼트가 관통하도록 양단 각각이 상기 제1홀과 제2홀과 개통되도록 장착되는 이너파이프가 결합된 아이;와 제1홀로 진입하여 이너파이프를 관통한 후 제2홀에 나사결합되되 외주면에는 직경이 확대되는 단차부가 형성된 고정볼트; 및 일단이 상기 이너파이프 내에 끼워져 결합되고, 상기 고정볼트의 진입시 단차부에 맞닿는 걸림턱이 마련된 스페이서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 조립 시 측벽과 이너파이프 사이에 갭을 제공하여 조립 편의성을 저해시키지 않고 조립이 완료됐을 때 이너파이프를 힌지브라켓의 측벽에 가압하여 밀착시킴으로써 판스프링의 거동에 따른 충격음 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.

Description

판스프링의 장착구조{Mounting structure of leaf spring}
본 발명은 차량에 사용되는 판스프링(리프스프링)의 장착구조에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 스프링아이(spring eye, 이하 '아이')가 양끝단에 형성된 판스프링과 차체프레임에 고정된 힌지브라켓 사이의 갭을 없애므로써, 소음 발생을 원천적으로 차단시키도록 발명된 판스프링의 장착구조에 관한 것이다.
다수 개의 강재들이 겹쳐져 구성된 판스프링은 동일한 크기의 코일스프링 보다 더 큰 하중을 지지할 수 있으므로 상용차 등에서 널리 사용되고 있다.
차량에 사용되는 판스프링은 지면에서 전달되는 충격이 차체프레임에 전달되기 전에 완충시키도록 차체프레임과 차축 사이에 배치되어 탄성거동하며 지면의 충격을 완충시킨다.
상기 판스프링을 구성하는 강재들은 아랫쪽의 강재가 가장 짧고 그 윗쪽으로 적층되는 순서대로 길이지는 형태를 갖되, 도 1a 에 도시된 바와 같이, 최상단의 강재는 가장 긴 길이를 가지며 양측 끝단 각각에는 원형으로 구부려진 아이(3)가 형성된다.
상기 판스프링(4)은 차체프레임(2)에 고정된 힌지브라켓(1)에 아이(3)가 진입하면 고정볼트(5)가 체결되어 장착이 이뤄진다. 즉, 도 1b 에 도시된 바와 같이, 상기 힌지브라켓(1)은 아이(3)가 진입하여 체결되는 공간이 마련되도록 서로 이격된 두 개의 측벽들(1a, 1b)을 갖고, 각 측벽들(1a, 1b)에는 고정볼트(5)가 끼워지는 홀이 타공되되 일측의 측벽(1b)의 홀은 상기 고정볼트(5)가 나사결합될 수 있도록 나사홀로 형성된다.
상기 아이(3)에는 측벽들(1a, 1b)의 각 홀들과 개통이 이뤄져서 고정볼트(5)가 관통될 수 있도록 이너파이프(3a)가 장착된다. 따라서, 상기 이너파이프(3a)가 정위치로 진입한 상태(이너파이프와 각 홀의 개통이 이뤄진 상태)에서 고정볼트(5)가 진입하여 일측의 측벽(1b)에 나사결합이 이뤄지면 아이(3)와 힌지브라켓(1)의 결합은 이뤄진다.
한편, 판스프링(1)의 장착 시, 아이(3)를 측벽들(1a, 1b) 사이로 용이하게 진입시키기 위해서는 측벽들(1a, 1b) 사이의 거리가 이너파이프(3a)의 길이 보다 더 크게 형성되어야 조립이 원활이 이뤄진다.
이에 따라, 이너파이프(3a)는 소정의 크기로 '갭'이 형성되도록 측벽들(1a, 1b) 사이의 거리 보다 짧게 제조되었으나, 차량운행에 따라 판스프링(4)의 좌우방향 거동(도 1a 에서 화살표 방향으로의 거동)이 발생하면 이너파이프(3a)가 힌지브라켓(1)의 측벽(1a, 1b)을 가격하여 소음을 유발시키는 문제점이 있었다.
상기 이너파이프(3a)와 측벽들(1a, 1b) 사이의 충돌은 소음을 유발할 뿐만 아니라 누적된 충격으로 인해 마모 발생 및 내구 수명을 저해시키는 문제점이 있었으므로, 이를 해소할 방안이 요구되었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해소하고자 발명된 것으로써, 판스프링의 조립 시 종래의 구조와 같이 측벽들 사이에서 갭을 두고 아이의 진입이 이뤄지되, 조립이 완료되면 이너파이프가 측벽들 사이에 밀착되어 종래 구조에서 발생하는 문제점들(소음발생, 마모 및 내구수명 저하)을 모두 해소할 수 있는 판스프링의 장착구조를 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 힌지브라켓의 측벽들 사이로 판스프링의 끝단에 형성된 아이가 진입하고, 고정볼트가 아이를 관통하여 힌지브라켓에 체결되는 판스프링의 장착구조에 있어서, 서로 이격된 2개의 측벽을 갖되 일측 측벽에는 고정볼트가 진입하는 제1홀이 형성되고, 타측 측벽에는 고정볼트가 나사결합되는 제2홀이 형성된 힌지브라켓;과 상기 측벽들 사이로 진입하여 위치하되, 고정볼트가 관통하도록 양단 각각이 상기 제1홀과 제2홀과 개통되도록 장착되는 이너파이프가 결합된 아이;와 제1홀로 진입하여 이너파이프를 관통한 후 제2홀에 나사결합되되 외주면에는 직경이 확대되는 단차부가 형성된 고정볼트; 및 일단이 상기 이너파이프 내에 끼워져 결합되고, 상기 고정볼트의 진입시 단차부에 맞닿는 걸림턱이 마련된 스페이서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스페이서는 이너파이프에 삽입될 수 있는 파이프 모양을 가지며, 상기 이너파이프는 스페이서가 끼워지는 부분에서 내경이 확대된 확장부가 형성된다.
아울러, 본 발명의 상기 스페이서는 제2홀과 개통이 이뤄지도록 이너파이프에 결합되며, 측벽과 마주하는 끝단에는 직경이 확장된 플랜지가 형성된다.
그리고, 상기 단차부는 직경의 증가가 연속적으로 이뤄지는 경사면을 갖도록 형성되며, 상기 스페이서의 내주면에는 링 모양의 와셔부가 끼워지며 상기 걸림턱은 와셔부의 내주면에서 (내경이 축소되도록) 돌출된 모양을 갖도록 형성되고, 상기 고정볼트가 제2홀에 나사결합됨에 따라, 상기 걸림턱은 단차부에 의해 방사형 방향으로 가압되어 와셔부(특히, 걸림턱)의 외주면이 스페이서의 내주면에 밀착가압되도록 변형된다.
상기 확장부의 내주면과 상기 확장부에 끼워지는 스페이서의 외주면 각각에는 나사산이 형성되어 나사결합이 이뤄진 상태로 고정볼트가 체결되되, 상기 걸림턱이 스페이서의 내주면 밀착가압되면 고정볼트의 회전에 따라 스페이서도 연동하여 회전하고, 상기 스페이서의 회전에 의해 이너파이프와 스페이서는 결합된 길이가 증가하여 각 끝단이 양측 측벽 각각에 밀착된다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 조립 시 측벽과 이너파이프 사이에 갭을 제공하여 조립 편의성을 저해시키지 않고 조립이 완료됐을 때 이너파이프를 힌지브라켓의 일측 또는 양측 모두의 측벽에 가압하여 밀착시킴으로써 판스프링의 거동에 따른 충격음 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 고정볼트의 나사결합에 따라 스페이서와 이너파이프의 나사결합은 길이가 증가하도록 풀림에 따라 이너파이프의 양측 끝단을 각각의 측벽에 고정시킬 수 있다.
도 1a 는 차체프레임 하단에 힌지브라켓을 통하여 판스프링이 결합된 모습을 도시한 도면,
도 1b 는 도 1a 에 표시된 'A' 부분의 단면 모습을 도시한 도면으로써, 종래의 방식에 따라 판스프링의 아이가 고정볼트를 통해 힌지브라켓에 체결된 모습을 도시한 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 스페이서가 이너파이프에 (나사)결합되어 힌지브라켓의 측벽으로 진입한 상태로써, 고정볼트가 체결되기 전의 모습을 도시한 단면도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고정볼트, 이너파이프, 와셔부, 스페이서의 분해사시도<i> 및 내부모습이 나타나도록 고정볼트, 이너파이프, 와셔부, 스페이서 각각이 종방향으로 절개된 모습<ii>이 도시된 도면,
도 4 는 종방향으로 절개된 와셔부와 스페이서가 결합되기 전후 모습을 각각 도시한 도면,
도 5 는 고정볼트 진입에 따라 이너파이프와 와셔부 및 스페이서가 거동하는 모습들을 순차적으로 도시한 도면.
본 발명은 힌지브라켓의 측벽들 사이로 판스프링의 끝단에 형성된 아이가 진입하면, 고정볼트가 아이를 관통하여 힌지브라켓의 측벽에 체결되는 판스프링의 장착구조에 관한 것으로써, 조립이 완료된 후에는 아이에 결합된 이너파이프가 측벽들 사이에 밀착고정되어 소음발생이 억제되는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 판스프링의 장착구조를 더욱 상세히 설명한다.
도 2 내지 4 를 참조하면, 차체프레임에 고정되는 힌지브라켓(10)은 서로 이격된 두 개의 측벽(10a, 10b)을 갖되 일측 측벽(10a)에는 고정볼트(30)가 진입하는 제1홀(11a)이 형성되고 타측 측벽(10b)에는 (상기 고정볼트가 나사결합되도록) 내주면에 나사산이 형성된 제2홀(11b)이 형성된다.
판스프링의 양단에 형성되어 상기 측벽들(10a, 10b) 사이로 진입하는 아이(20)는 양단 각각이 상기 제1홀(11a)과 제2홀(11b)과 개통되는 이너파이프(21)가 결합되어 장착이 이뤄진다. 아울러, 상기 이너파이프(21)는 나사홀인 제2홀(11b)에 근접한 끝단쪽에서 측벽(10b)에 마주하게 되는 스페이서(40)가 결합된 상태로 진입한다.
상기 스페이서(40)는 이너파이프(21) 내에 끼워지도록 파이프 모양을 갖되 상기 이너파이프(21)에서 돌출된 부분 즉, 측벽(10b)에 마주하여 제2홀(11b)과 개통이 이뤄지는 부분에는 직경이 확장된 플랜지(42)가 형성된다. 그리고, 상기 스페이서(40)에는 링 모양의 와셔부(50)가 끼워지고 상기 와셔부(50)에는 (내경이 축소되도록) 내주면에 걸림턱(51)이 돌출 형성된다.
도 4 에 보다 명확히 도시된 바와 같이, 상기 스페이서(40)의 내주면은 내경이 상대적으로 더 크게 형성된 부분과 상대적으로 더 작게 형성된 부분으로 이뤄지고, 그 사이에 턱(41)이 형성된다. 상기 와셔부(50)는 내경이 상대적으로 더 크게 형성된 부분에 끼워지며, 상기 턱(41)에 지지되어 (고정볼트의 진입 시) 밀림이 방지된다. 상기 걸림턱(51)은 링 모양의 와셔부(50)의 일측 끝단이 부분적으로 절개된 후, 절개된 부분을 특정방향(가령, 상하방향 좌우방향)에서 양측으로 가압시켜 성형된다.
아울러, 본 발명에서는 스페이서(40)의 결합에 의해 이너파이프(21) 내부에서 내경 차이가 발생하는 것을 방지하도록 상기 이너파이프(21)에는 스페이서(40)가 끼워지는 부분에서 내경이 확대된 확장부(22)가 형성된다.
상기 확장부(22)의 내주면과 스페이서(40)의 외주면은 서로 나사결합이 이뤄질 수 있도록 나사산이 각각 형성된다. 즉, 상기 스페이서(40)와 이너파이프(21)는 나사결합된 상태로 힌지브라켓(10)의 측벽들(10a, 10b) 사이로 진입하되, 나사결합된 정도에 따라 스페이서(40)와 이너파이프(21) 두 개의 결합 길이는 증가하거나 감소하게 된다. 따라서, 이너파이프(21)가 아이(20)에 고정된 상태이므로 스페이서(40)의 회전이 이뤄지면 결합 길이는 증감될 수 있다.
한편, 상기 고정볼트(30)는 제1홀(11a)로 진입하여 이너파이프(21)를 관통한 후 제2홀(11b)에 나사결합되되 나사결합이 이뤄질 때 걸림턱(51)에 맞닿아 상기 걸림턱(51)을 가압할 수 있도록 직경이 확대된 단차부(31)가 외주면에 형성된다.
도 5 의 <A> 부분에 보다 명확하게 표시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단차부(31)는 고정볼트(30)가 나사결합됨에 따라 스페이서(40)의 플랜지(42)가 측벽(10b)에 밀착될 때까지 활주방향으로 가압하되, 추가적인 가압에 의해 걸림턱(51)의 내경이 확대될 수 있도록 상기 단차부(31)는 직경의 증가가 연속적으로 이뤄지는 경사면 모양 즉, 테이퍼드(tapered) 모양으로 형성된다.
따라서, 도 5 의 <A> 상태에서부터 고정볼트(30)가 체결됨에 따라 걸림턱(51)이 단차부(31)에 가압되면, <B> 상태와 같이 스페이서(40)는 제2홀(11b)이 타공된 측벽(10b)에 밀착된다. 이때, 상기 스페이서(40)와 이너파이프(21)는 조립의 편이성을 제공하기 위해 도 2 에 도시된 바와 같이 측벽들(10a, 10b) 사이에서 소정의 크기로 갭이 형성되도록 진입하였으므로, <B> 상태에는 반대쪽에서 이너파이프(21)의 끝단과 측벽(10a) 사이에 갭이 발생된다.
그리고, 고정볼트(30)의 나사결합이 계속됨에 따라 상기 걸림턱(51)은 단차부(31)에 의해 방사형 방향으로 가압되어 <C> 상태와 같이 걸림턱(51)은 스페이서(40)의 내주면에 밀착되도록 변형이 발생된다. 즉, 이러한 변형은 고정볼트(30)가 나사결합되는 회전력을 스페이서(40)로 전달시키며, 상기 고정볼트(30)의 회전과 함께 스페이서(40) 또한 회전이 이뤄진다.
삭제
따라서, 상기 확장부(22)의 내주면과 상기 확장부(22)에 끼워지는 스페이서(40)의 외주면 각각에는 나사산이 형성되어 나사결합이 이뤄진 상태이므로, 고정볼트(30)의 회전에 따라 스페이서(40)도 연동하여 회전한다. 이에 따라, 상기 스페이서(40)의 회전에 의해 이너파이프(21)와 스페이서(40)는 그 결합길이가 증가하여 갭은 소멸되고 스페이서(40)와 이너파이프(21)의 각 끝단은 양측 측벽(10a, 10b) 각각에 밀착된다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 판스프링 조립의 편이성을 제공하기 위해 아이(20)를 측벽들(10a, 10b) 사이로 진입시킬 때는 갭을 확보할 수 있되, 조립이 완료되면 갭이 소멸되는 구조를 제공하므로, 판스프링의 거동이 발생하여도 아이(20)와 힌지브라켓(10) 사이의 충돌이 발생하지 않아 충격소음이 발생하지 않는다.
이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 힌지브라켓
11a : 제1홀, 11b : 제2홀
20 : 아이
21 : 이너파이프
30 : 고정볼트
31 : 단차부
40 : 스페이서
50 : 와셔부
51 : 걸림턱

Claims (5)

  1. 힌지브라켓의 측벽들 사이로 판스프링의 끝단에 형성된 아이가 진입하고, 고정볼트가 아이를 관통하여 힌지브라켓에 체결되는 판스프링의 장착구조에 있어서,
    서로 이격된 2개의 측벽(10a, 10b)을 갖되 일측 측벽(10a)에는 고정볼트(30)가 진입하는 제1홀(11a)이 형성되고, 타측 측벽(10b)에는 고정볼트(30)가 나사결합되는 제2홀(11b)이 형성된 힌지브라켓(10);과
    상기 측벽들(10a, 10b) 사이로 진입하여 위치하되, 고정볼트(30)가 관통하도록 양단 각각이 상기 제1홀(11a)과 제2홀(11b)과 개통되도록 장착되는 이너파이프(21)가 결합된 아이(20);와
    제1홀(11a)로 진입하여 이너파이프(21)를 관통한 후 제2홀(11b)에 나사결합되되 외주면에는 직경이 확대되는 단차부(31)가 형성된 고정볼트(30); 및
    상기 이너파이프(21)와 나사결합되고, 일단에 걸림턱(51)이 형성된 와셔부(50)가 내측면에 삽입되게 설치되되, 상기 걸림턱(51)이 맞닿는 곳에 턱(41)이 형성되어 있는 스페이서(40);를 포함하며,
    상기 고정볼트(30)가 활주 방향으로 진행함에 따라 상기 고정볼트(30)의 단차부(31)가 와셔부(50)를 가압하여 스페이서(40)를 양측 측벽(10a,10b) 각각에 밀착시키도록 한 것을 특징으로 하는 판스프링의 장착구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서(40)는 이너파이프(21)에 삽입될 수 있는 파이프 모양을 가지며, 상기 이너파이프(21)는 스페이서(40)가 끼워지는 부분에서 내경이 확대된 확장부(22)가 형성된 것을 특징으로 하는 판스프링의 장착구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스페이서(40)는 제2홀(11b)과 개통이 이뤄지도록 이너파이프(21)에 결합되며, 측벽(10b)과 마주하는 끝단에는 직경이 확장된 플랜지(42)가 형성된 것을 특징으로 하는 판스프링의 장착구조.
  4. 제 1 항에 있어서 ,
    상기 단차부(31)는 직경의 증가가 연속적으로 이뤄지는 경사면을 갖도록 형성되고,
    상기 스페이서(40)의 내주면에는 링 모양을 가지 되 일측 끝단이 부분적으로 절개된 걸림턱(51)이 형성된 와셔부(50)가 끼워지고, 상기 고정볼트(30)가 제2홀(11b)에 나사결합 됨에 따라, 상기 걸림턱(51)은 단차부(31)에 의해 방사형 방향으로 가압되어 와셔부(50)의 외주면이 스페이서(40)의 내주면에 밀착 가압되도록 변형되는 것을 특징으로 하는 판스프링의 장착구조.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 확장부(22)의 내주면과 상기 확장부(22)에 끼워지는 스페이서(40)의 외주면 각각에는 나사산이 형성되어 나사결합이 이뤄진 상태로 고정볼트(30)가 체결되되, 와셔부(50)에 형성된 걸림턱(51)이 스페이서(40)의 내주면 밀착 가압되면 고정볼트(30)의 회전에 따라 스페이서(40)도 연동하여 회전하고, 상기 스페이서(40)의 회전에 의해 이너파이프(21)와 스페이서(40)는 결합된 길이가 증가하여 각 끝단이 양측 측벽(10a,10b) 각각에 밀착되는 것을 특징으로 하는 판스프링의 장착구조.
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