KR20030003715A - 복합링크 - Google Patents

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KR20030003715A
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composite link
tube
assembly body
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KR1020027013402A
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지리브이. 파즈디렉
언스트매튜 게어트너
마이클티. 버자와
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맥린-포크 컴퍼니
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Publication date
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Abstract

복합 링크는 유리섬유 몸체를 포함한다. 이 몸체는 액체 수지로 유리 섬유를 코팅하고 다수의 끝편 또는 부싱 둘레에 섬유를 감아줌으로써 형성된다. 상기 끝편은 섬유의 통로와 복합 링크의 모양을 바꾸기 위한 변환 부분을 포함한다. 섬유는 두 층으로 감겨지는데, 제 1 층은 몸체의 종방향으로 뻗어있고 제 2 층은 횡방향으로 제 1 층 둘레에 뻗어있다. 차단층은 유리섬유 몸체 위에 놓인다.

Description

복합링크{COMPOSITE LINK}
링크는 두 구성성분을 함께 연결하는데 사용된다. 차량적용예에서, 자동 사용시에, 링크는 종종 서스펜션시스템에서 사용된다. 이와 관련하여 이 링크에 의하여, 연결된 구성성분이 서로에 대해 하나의 축을 따라 움직일 수 있다.
공지된 링크의 한 가지 종류는 금속으로 주조되거나 단조된다. 링크의 각 단부는 공동이 있는 금속실린더를 포함한다. 실린더의 축은 서로 평행을 이룬다. 이 실린더는 금속막대 또는 관에 의해 실린더들이 서로 연결된다. 실린더형 고무 인서트는 각각의 실린더 안으로 압입 끼워 맞추어진다. 각각의 인서트 내에 중공구조의 금속 부싱이 있다. 부싱들을 통해 연장되는 볼트들이 각 부품들에 연결된다. 링크를 고정하기 위해 너트가 각 볼트위에 조여진다.
평행한 부싱에 의해, 링크의 각 단부에서 구성성분이 하나의 축위에서 회전할 수 있다. 고무 인서트는 제한된 각 운동 및 가로 운동을 허용한다. 고무 인서트는 진동과 충격을 완화시킨다. 따라서, 진동과 충격은 링크의 한 단부에서 다른단부까지 전달되지 않는다.
상기 형태의 링크와 관련된 여러 가지 문제점이 있다. 이 링크는 금속으로 제조되므로, 링크는 차량에 실제적인 중량을 부가한다. 중량이 증가되면 총 연비가 감소된다. 또한, 링크를 제조하기 위한 단조, 주조 및 용접은 비용을 추가하게 된다.
본 발명은 일반적으로 링크에 관련된다. 특히, 본원은 복합 섬유구조를 가진 서스펜션 링크 등에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명의 특징을 실현한 복합 링크의 사시도;
도 2 는 도 1에 나타낸 복합 링크의 일부구성성분을 도시한 사시도;
도 3 은 도 1 의 3-3선을 따라 본 복합 링크의 횡단면도;
도 4 는 도 1의 4-4선을 따라서 본 복합 링크의 확대된 횡단면도;
도 5 는 도 2의 5-5선을 따라 본 끝편의 횡단면도;
도 6 은 도 2의 6-6선을 따라 본 끝편의 횡단면도;
도 7 은 도 1에 나타낸 링크의 섬유를 감는 방법 및 배열에 관한 한 단계를 나타낸 도면;
도 8 은 도 1에 나타낸 링크의 섬유를 감는 방법 및 배열에 관한 다른 단계를 나타낸 도면.
도 8A는 도 8의 8A-8A 선을 따라 본 단면도.
도 9B는 도 8의 연결막대위에 감는 패턴에 관한 확대측면도.
도 9 는 섬유의 와인딩과 구부려진 연결 막대를 가지는 복합 절연체의 사시도;
도 10A 는 구형 부싱을 가지는 끝편의 횡단면도.
도 10B 는 변환 부분과 분리된 실린더를 가지는 끝편의 사시도.
도 10C 또 다른 실린더의 단면도.
도 10D는 또 다른 실린더의 단면도.
도 10E는 요크 끝편의 사시도.
도 11은 본 발명의 특징에 따라 구성된 또 다른 복합링크의 사시도.
도 12는 도 11에 도시된 복합링크의 측면도.
도 13는 도 11 및 도 12에 도시된 링크용 코아튜브를 도시한 사시도.
도 14는 도 13에 도시된 코아튜브의 측면도.
도 15는 도 11 및 도 12에 도시된 복합링크를 위한 끝편의 사시도.
도 16은 도 15에 도시된 끝편 및 도 13 및 도 14에 도시된 코아튜브사이의 결합관계를 도시한 사시도.
도 17은 섬유가닥을 감는 동안 도 11 및 도 12에 도시된 복합링크의 확대사시도.
*부호설명*
20.....복합링크24....끝편
28......변환부분38....스텝
44.....섬유48.....차단층
52.....측면58.....베어링조인트
60....실린더부분
본 발명의 목적은 개선된 복합링크를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래기술의 링크보다 더욱 강하고 상대적으로 가벼우며 비용이 적은 개선된 복합링크를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위해 끝편들사이에서 섬유의 가닥이 종방향으로 감겨져서 형성되는 제 1 층 및 제 1 층에 대해 횡방향으로 감겨지는 가닥에 의해 형성되는 섬유의 제 2 층에 의해 연결되고 마주보는 끝편들로 구성된 복합링크가 제공된다. 제 1 층 및 제 2 층을 형성하는 가닥이 연속가닥이다. 가닥은 유리섬유 또는 모든 형태의 섬유이다. 가닥은 감기기전에 수지로 적셔진다.
본원의 한 가지 실시예에 따라, 연결 막대는 제 1 횡단면 형태를 가진 연결막대가 복합링크에 포함된다. 끝편은 막대의 마주보는 단부들위에 배열된다. 적어도 한 개의 끝편은 제 1, 제 2 단부를 가진다. 제 1 단부는 제 1 횡단면의 모양과 적합한 제 2 횡단면 모양을 가지고, 제 2 단부는 제 2 횡단면 모양과 다른 제 3 횡단면 모양을 가진다. 섬유는 제 1 단부의 일부분과 연결 막대 일부분 위에서, 제 2 단부둘레에 감겨진다.
또 다른 실시예에서, 제 1 횡단면 모양을 가진 중심부분이 복합링크에 포함된다. 제 1 끝편은 적어도 하나의 제 1 오목한 면을 가지고, 제1 횡단면 모양과 상이하고 제 1 오목한 면을 포함하는 제 2 횡단면 모양 및 변환 부분을 가진다. 이 변환 부분은 제 1단부에서 제 1 횡단면과 적합한 제 2 횡단면 및 제 2 단부에서 제 1 오목한 면과 적합한 제 3 횡단면을 가진다. 섬유는 제 1 오목한 면의 일부분, 변환 부분의 일부분 및 중심부분의 일부분에 대해 감겨진다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 섬유보강복합체로 제조된 정사각형 단면형태인 중심부재가 복합링크에 포함된다. 또한 링크는 튜브의 각 단부에서 끝편을 포함한다. 각 끝편은 직사각형 단면의 장착돌출부 및 원통형 헤드를 포함한다. 끝편위에 장착돌출부가 튜브의 해당 단부내에 수용된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제 2 층을 형성하는 섬유의 가닥이 막대의 이웃한 제 1 단부로부터 이웃한 제 2 단부까지 연결막대주위에서 높은 피치각을 가지고 감겨진다. 그 후에 섬유의 가닥은 제 2 층내에서 제 1 가닥위에 마주보는 단부들사이에서 낮은 피치 각을 가지고 감긴다.
본원의 목적 및 장점과 더불어, 조작 방법 및 구조를 포함하여 본 발명은 첨부 도면에 나타나 있다.
실시예
도 1은 본 발명의 특징을 실현한 복합 링크(20)를 나타낸다. 이 복합 링크(20)는 예를 들어, 차량의 서스펜션시스템내부의 서스펜션링크로서 이용될 수 있다. 또한 미국 특허 제 5,406,033에 기술한 대로 절연체로서 사용할 수 있고, 상기 미국 특허의 내용은 참증 자료로 본원에 포함된다. 절연체로서 사용하기 위해, 비막이지붕은 복합 링크(20)에 몰딩된다.
도 2-4에서, 상기 복합 링크(20)는 연결 막대(22)와 두 개의 피팅 또는 끝편(24)을 포함한다. 상기 연결 막대(22)는 높은 하중 조건에 대해 관형 유리섬유가 선호되고 낮은 하중 조건에 대해 관형 압출성형된 고분자가 선호된다. 따라서, 연결 막대(22)는 원형의 횡단면을 가진다.
각각의 끝편(24)은 다른 끝편(24)과 동일한 구조로 이루어지지만, 이 끝편(24)은 다른 구조로 이루어질 수도 있다. 각각의 끝편(24)은 바깥쪽 부분(36)에 배열된 부싱(26)을 포함한다. 유리하게도, 상기 부싱(26)은 강철이나 알루미늄 같은 금속이고, 실린더형이다.
바깥쪽 부분(36)은 변환 부분(28), 오목한 면(30), 플랜지(32) 및 연결 막대 리세스(34)형태의 막대장착돌출부를 포함한다. 선호적으로, 바깥쪽 부분(36)은 고무, 폴리우레탄 또는 그밖의 탄성재와 같은, 몰딩된 탄성중합체이다. 상기 바깥쪽 부분(36)은 부싱(26)둘레에서 몰딩된다. 몰딩하기 전에, 접착제를 부싱(26)에 바른다. 이 접착제는 부싱(26)을 바깥쪽 부분(36) 안에서 유지한다. 바깥쪽 부분(36)을 부싱(26)에 몰딩하는 것과 달리, 부싱(26)은 예비 몰딩된 바깥쪽 부분(36) 안으로 압입 조립된다.
오목한 면(30)은 플랜지(32)들사이에 형성된다. 각각의 플랜지(32)는 오목한 면(30)으로부터 반경방향으로 외측을 향해 뻗어있다. 이 오목한 면(30)은 상단과 같은, 변환 부분(28)과 이웃한 바깥쪽 부분(36)의 한쪽 면에서 출발하고 바닥과 같은, 변환 부분(28)과 이웃한 바깥쪽 부분(36)의 반대쪽 면 둘레로 구부려진다. 바깥쪽 부분(36) 둘레로 구부려지는 대신에, 오목한 면(30)은 일련의 결합된 평평한 평면으로 이루어진다. 이 오목한 면(30)은 둥글거나, 요홈이 있고 다른 표면 구조를 가진다.
상기 바깥쪽 부분(36)은 변환 부분(28)과 이웃한 각 면에 스텝(38)을 포함한다. 유리하게도, 이 스텝(38)은 플랜지(32)의 두께로 이루어지고 하기 설명처럼 감긴 실의 두께와 거의 같은 높이이다.
상기 스텝(38)과 오목한 면(30)은 장착돌출부 또는 변환 부분(28)과 새로운 연결부를 형성한다. 도 5에 나타낸 것처럼, 스텝(38)(양쪽 측면들)과 인접한 변환부분(28)의 횡단면과 오목한 면(30)(상부 및 하부)은 직사각형이다. 선호적으로, 상기 변환 부분(28)은 오목한 면(30)과 같은 높이를이루고 스텝(38)은 바깥쪽 부분(36)으로부터 변환 부분(28) 너머로 뻗어있다. 따라서, 직사각형 횡단면의 두 가장자리는 두 오목한 면(30)과 같은 높이로 형성된다.
도 2,5와 6에서, 변환 부분(28)은 연결 막대 리세스(34)를 포함한다. 이 연결 막대 리세스(34)는 끝편(24)의 내측단부에 형성된다. 상기 연결 막대 리세스(34)는 단부와 같은, 연결 막대(22)의 일부분을 에워싸도록 형성된다. 그러므로, 연결 막대리세스(34)는 원형이 선호된다. 이 연결 막대 리세스(34)는 3/4 또는 1인치 깊이를 가지지만, 다른 크기도 가능하다. 유리하게도, 연결막대(22)는 연결 막대 리세스(34)로 미끄럼 운동하지만, 연결 막대 리세스(34) 안으로 단단히 끼워맞추어질 수 있다.
연결 막대 리세스(34)를 주변부에서 변환 부분(28)의 자유단부에서, 변환 부분(28)의 횡단면은 연결 막대(22)의 횡단면에 적합하다. 도 6에 나타낸 것처럼, 변환부분(28)의 자유단부위에서 단면은 둥근 모서리(40)를 가지는 직사각형이다. 둥근 모서리(40)는, 바깥쪽 부분(36)이 원형의 연결 막대(22)에 꼭 맞도록 한다. 모서리(40)를 둥글게 하는 정도는 스텝(38)과 오목한 면(30)으로부터 연결 막대 리세스(34)를 가지는 바깥쪽 부분(36)의 단부까지 증가한다. 그러므로, 변환 부분(28)은 오목한 면(30) 또는 도 5의 횡단면에서 둥근 모서리(40) 또는 도 6의 횡단면까지 점진적으로 바뀐다.
변환부분(28)은 오목한 면의 형상에서 연결막대(22)의 형상까지 순조롭게 변환될 수 있도록 한다. 변환 부분(28)은 오목한 면의 크기에서 연결 막대(22)의 크기까지 순조롭게 바뀔 수 있도록 한다. 예를 들어, 도 5의 횡단면은 3/4인치*3/4인치 직사각형을 형성하고 도 6의 횡단면은 둥근 모서리(40)를 가지는 5/8인치*5/8인치 직사각형을 형성한다.
상기 변환 부분(28) 또는 장착돌출부는 변환부분을 둘러싸는 하나 이상의 그루브(groove)(42)를 가진다. 유리하게도, 두 개의 원형 그루브(42)는 모서리(40)까지 가로지르고 변환 부분(28)을 따라 일정한 간격으로 이격된다. 상기 그루브(42)는 아래에서 설명하는 것처럼 끝편(24)을 연결 막대(22)에 부착하는 것을 돕는다.
전술한 두 개의 끝편(24)과 연결 막대(22)는 도 2에 나타낸 것처럼 서로 이웃하여 배치된다. 특히, 연결 막대(22)의 한쪽 단부는 끝편의 연결 막대 리세스(34) 안쪽에 놓이고, 연결 막대(22)의 다른 쪽 단부는 다른 끝편의 연결 막대리세스(34) 안쪽에 배치된다.
도 7과 8에서, 복합 링크(20)는 하나 이상의 섬유(44) 가닥의 적어도 하나의 와인딩을 포함한다. 유리하게도, 섬유(44)는 유리섬유이지만, 탄소(흑연), 고분자(아라미드) 또는 결합 섬유와 같은 다른 섬유도 사용될 수 있다. 비록 다양한 유리 섬유가 적합하지만, 선호되는 섬유는 "E-유리"이다. "E-유리"는 경제적이면서,높은 기계적 강도를 가지는 전기 그레이드 섬유이다. 도 7은 다수의 섬유(44)를 나타내는 반면에, 섬유(44)는 단일 섬유(44) 또는 가로 제직된 섬유(44) 테이프를 포함한다.
복합 링크(20)는 수지 코팅한 후에 섬유(44)를 끝편(24) 및 연결막대(22)위에 감아줌으로써 만들어진다. 일반적으로, 섬유(44)는 끝편(24) 둘레에서, 사이에 종방향으로 감겨진다. 종방향으로 감아주면 수지 코팅된 섬유(44)의 제 1 층(46)을 형성하고 복합 링크(20)의 일체 부분으로서 끝편(24)을 결합한다.
도 8에 나타난 것처럼, 동일한 연속 섬유(44)는 그 후에 제 1 층(46) 둘레에서 횡방향으로 감겨져서 섬유(44)의 제 2 층(50)을 형성한다. 선택적으로 또 섬유(44)의 다른 가닥은 제 1, 제 2 층(46,50)의 모든 부분에 사용된다.
이 와인딩 단계는 공지된 와인딩 방법을 사용해 실행된다. 본원에 관련된 특허 목록을 포함해, 필라멘트 와인딩 기술을 설명하기 위해 Advanced Materials and Process Engineers 협회, SAMPLE에 의해 발표된, 피터, 험프리와 포랄의 저서,Filament Winding을 참고할 수 있다.
도 7과 8에서, 복합 링크(20)를 위한 섬유(44)의 와인딩이 자세히 나타나 있다. 처음에, 끝편(24)은 (도면에 도시되지 않은)고정구에 의해 도 7과 8에 나타낸 상대 위치에 고정된다. 이 끝편(24)은 축 방향으로 정렬되고 이격 배치된다. 부싱(26)의 축 1A에서 다른부싱(26)의 축 1B까지 거리 L은 복합 링크(20)의 근사 길이를 나타낸다. 고정구는 부싱(26)과 연결부에 의해 끝편(24)을 고정하고 복합 링크(20)를 가공하는 동안 끝편(24)의 상대 운동을 허용한다.
플랜지(32), 스텝(38) 및 부싱(26)의 단부에 의해 형성된 끝편(24)의 측면(52)은 섬유(44)를 와인딩하는 동안 고정구 또는 다른 수단에 의해 덮는 것이 유리하다. 이런 커버링은 표면(52)과 부싱(26)의 단부가 수지로 더럽혀지는 것을 방지한다.
본 발명에 따르면, 섬유(44)의 연속 가닥은 액체 수지욕(도시되지 않음) 속에서 제어되어 "젖어" 있다. 예를 들어, 이 섬유(44)는 폴리에스테르, 비닐에스테르, 에폭시, 페놀, 열가소성 고분자 또는 비슷한 성질을 가지는 다른 물질로 코팅된다. 수지는 우수한 기계적 결합을 제공해야 하고 도 1, 3과 4에 나타낸 차단층(48)을 형성하도록 고온 몰딩, 페인팅 또는 침지에 적합하다. 유리하게도, 비닐에스테르가 사용된다. 유리 섬유와 수지의 선호되는 비율은 70% 내지 30%이다. 원하는 인장 강도에 따라 다른 비율이 이용될 수도 있다. 수지는 각각의 섬유(44)를 연결하기 위해서 섬유(44)를 통과하여 움직인다. 다른 예에서, 섬유(44)는 종래 기술에 따라 미리 침지시킬 수 있다.
섬유(44)는, 수지 코팅한 후에, 한쪽 끝편(24)으로부터 다른 쪽 끝편(24)까지 반복적으로 감겨서, 섬유(44) 루우프를 형성한다. 섬유(44)가 도 3에 나타낸 것처럼, 오목한 면(30)의 전체 너비를 가로질러 각각의 끝편(24)의 오목한 면(30)을 덮을 때까지 감겨진다. 섬유(44)를 종방향으로 감으면 오목한 면(30) 위에서 플랜지(32) 높이의 1/2에 해당하는 두께로 제 1 층(46)을 형성한다. 홀수, 예를 들어 3개의 끝편을 복합 링크(20)가 포함하는 곳에서, 끝편 중 하나는 상기 설명고같이 두 개의 다른 끝편(24)을 덮는데 필요한 섬유(44)의 추가 와인딩을 수용하도록 보다 높은 플랜지(32)와 보다 넓은 오목한 면(30)을 가진다.
도 8은 제 2 층(50)을 형성하는 섬유(44)의 다른 와인딩을 나타낸다. 유리하게도, 제 1 층(46)을 형성하는데 사용되는 동일한 섬유(44)가닥이 제 2 층(50)을 형성하도록 연속 길이로서 감겨진다. 제 2 층을 감기위하여 섬유(44)는 끝편(24) 중 하나에서 제 1층(46)을 가로지르고 끝편(24)들사이의 제 1 층(46) 둘레에 감겨진다. 선호적으로, 섬유(44)는 하나의 끝편(24)에서 다른 끝편(24)까지 여러 번 통과하여 감겨진다.
섬유(44)는 제 2 층(50)을 제 1 통과시에 도 8 및 도 8B에 나타낸 축(2)과 10도 내지 170도를 이루며 낮은 피치(10)에서 느슨하게 감겨지는 것이 선호된다. 다른 각도 이용될 수 있다. 제 2 통과하는 동안, 섬유(44)는 축(2)과 대략 90도각(z)으로 높은 피치에서 팽팽하게 감겨진다.
섬유(44)를 촘촘히 감아주기 위해서, 제 2 층(50)이 감겨질 때 제 1 층(46)에 대해 장력을 주면서 섬유(44)는 당겨진다. 촘촘히 감아주면 끝편(24) 둘레에서 최초 루프 경로로부터 안쪽으로 제 1층(46)을 당겨주고, 제 1 층(46) 밖으로 공기를 압착해서 배출한다. 촘촘히 감으면 도 1에 나타낸 복합 링크(20)의 모양을 형성한다. 다른 각으로 통과시킬 수 있고 가변 장력이 사용될 수 있다. 예를 들어, 통과 횟수는 복합 링크(20)의 강도를 높이기 위해서 증가된다.
제 2 통과 중에, 각 끝편(24)이 이웃해 더 두꺼운 제 2 층(50)을 형성하기 위해서 섬유(44)를 여러 번 가로 방향으로 감아준다. 특히, 섬유(44)는 스텝(38)의 높이와 비슷한 두께로 변환 부분(28) 둘레에 감겨진다. 변환 부분(28)에서 그루브(42)는 미끄럼 변환 부분(28)에서 제 2 층(50)의 섬유(44)를 제자리에 유지하도록 도와준다. 여러 번에 걸쳐 가로 방향으로 감아주면 복합 링크(20)의 하중 지지특성을 도와주고, 측면(52)에서 차단층(48)까지 원활하게 변환되도록 허용한다(도 1과 4). 복합 링크(20)의 중심에서 보다 두껍게 감아주는 것처럼, 섬유(44)를 여러 번 가로 방향으로 감아주는 것은 연결 막대(22)의 다른 부분을 따라 이용될 수도 있다.
제 1 층(46)을 내부로 당겨주는 것과 더불어, 제 2 층(50)을 감아주는 동안 적용되는 장력에 의해 하중은 끝편(24)들을 서로에 대해 당겨준다. 이 힘은 연결 막대(22)위에서 끝편(24)을 유지한다. 연결 막대(22)가 각 리세스(34)의 전체 깊이로 초기에 삽입되지 않는다면, 이힘은 끝편(24)을 보다 가까이 당길 수 있다. 이 힘은 또한 끝편(24)의 탄성중합재를 압축하는 경향이 있다.
섬유(44)가 상기 방법에 따라 복합 링크(20)를 형성하도록 감겨진 후에, 액체 수지는 단단히 경화된다. 하드 경화(hard cure)는 끝편(24)과 연결 막대(22)를 함께 고정한다. 필요하다면, 수지는 제조 공정을 가속화시키기 위해서 오븐에서 경화될 수 있다.
도 1, 3과 4에서, 차단층(48)은 복합 링크(20)의 섬유(44)들에 적용된다. 이 차단층(48)은 페인트 층, 침지형 재료의 코팅 또는 사출성형 코팅이다. 이 차단층(48)에 사용되는 재료의 종류는, 가격, 디자인 및 환경 보호를 고려해야 한다. 사출 성형 몰딩을 위해, 사용되는 재료는 실리콘 고무와 같은 고분자이다. 사출성형 몰딩은 복합 링크(20)로부터 절연체를 형성하는데 사용된다. 이 절연체는 동일한 구조로 형성되고 단지 비막이 지붕이 차단층(48)에 몰딩된다.
차단층(48)은 제 1층(46), 제 2층(50)을 완전히 덮도록 적용된다. 상기 고정구와 같이 고정구는 각 끝편(24)에서 부싱(26)의 노출 부분과 표면(52)을 덮는다. 따라서, 고정구는 부싱(26)의 안쪽 부분을 포함하여 끝편(24)의 노출 부분을 가린다. 이 차단층(48)은 그 후 건조되거나 경화된다. 유리하게도, 상기 차단층(48)은 건조하거나 경화한 후에 오목한 면(30) 위의 플랜지(32)와, 스텝(38)을 따라 놓인 측면(52)과 같은 높이를 이룬다.
도 9는, 다른 연결 막대(22)를 도시하였다. 이 연결 막대(22)는 축(2)을 따라 벤드(54)를 가진다. 이 연결 막대 리세스(34)는 벤드(54)의 굴곡도에 따라 끝편(24)으로 기울어져 있다. 또, 각 연결 막대 리세스(34) 안으로 삽입하기 위한 연결 막대(22)의 단부는 축(2)과 평행한 각도를 가진다. 연결 막대(22)의 다른 부분 또는 단부를 포함해, 연결 막대(22)의 다른 변형도 가능하다.
벤드(54)에서 연결막대(22)가 구부러져 구성될 때, 섬유(44)는 제 1 층(46)을 형성하기 위해서 전술한 다른 방법으로 감겨진다. 이 섬유(44)는 한쪽 끝편(24)으로부터 다른 끝편(24) 둘레로 반복적으로 감겨진다. 그러나, 섬유(44)의 루우프를 형성하는 대신에, 섬유(44)는 도시된 대로, 끝편(24)들사이에서 나선형으로 감겨진다. 도 7과 8을 참고로 전술한 섬유(44)의 와인딩처럼, 도 3에 도시된 것과 같이, 섬유(44)는 오목한 면(30)의 전체 너비를 가로질러 각 끝편(24)의 오목한 면(30)을 덮는다. 제 2 층(50)은 전술한대로 형성될 수도 있다.
도 10내지 도 10E를 참고할 때, 여러 가지 가능한 끝편(24)이 나타나 있다. 도 10A에서, 부싱(26)은 구형 베어링 조인트(58)를 가지는 구형 부싱이다. 이 부싱(26)은 강철, 알루미늄, 고강도 섬유-보강된 고분자 몰딩 또는 다른 재료이다. 바깥쪽 부분(36)은 전술한 대로 일체형을 이루거나 도시된 대로 두 부분으로 나누어진다. 두 부분은 오목한 면(30)을 형성하기 위해 함께 끼워맞추어진다. 도시된 대로, 바깥쪽 부분(36)은 부싱(26)을 향해 테이퍼구조를 가진다. 바깥쪽 부분(36)의 테이퍼부분과 부싱(26)의 노출된 바깥쪽 면은 종래의 더스트 덮개(56)로 덮어진다. 당해 기술 분야에 공지된 대로, 더스트 덮개(56)는 구형 베어링 조인트(58)를 보호한다.
도 10B에서, 또 다른 끝편(24)이 나타나 있다. 이 끝편(24)은 실린더 부분(60)과 변환 부분(28)을 포함한다. 그러나, 변환 부분(28)과 실린더 부분(60)은 두 개의 다른 부분이다. 실린더 부분(60)은 금속 부싱과 같이 큰 부싱을 포함한다. 다른 횡단면으로 나타낸 것처럼, 실린더 부분(60)은 플랜지(32)를 포함한다.
상기 변환 부분(28)은 금속편이 선호되지만, 다른 재료도 사용될 수 있다. 이 변환 부분(28)은 전술한 변환 부분(28)과 동일하지만, 그루브(42)를 포함하지 않을 수 있다. 또, 다른 실시예에서 변환 부분(28)은 이 변환 부분(28)으로부터 뻗어있는 텅(62)을 가진다. 이 텅(62)은 실린더(60)와 인접해 변환 부분(28)을 유지하도록 실린더(60) 부분 둘레에 꼭맞도록 성형된다. 유리하게도, 이 변환 부분(28)은 실린더 부분(60)과 접착제로 결합된다. 두 텅(62)과 접착제는실린더(60)와 변환 부분(28)을 연결하는데 사용될 수 있다. 이 변환 부분(28)은 전술한 대로 실린더 부분(60)과 연결 막대(22)를 결합한다.
도 10B에 나타낸 다른 실시예에 대해, 부싱을 가지는 고무 인서트는 실린더 부분(60)으로 압입 끼워 맞추어진다. 섬유(44)는 실린더(60) 둘레에 감겨져서 고무 인서트는 제거될 수 있다. 그러나, 섬유(44)는 전술한 대로 연결 막대에 대해 끝편(24)을 유지한다.
도 10E에서, 다른 끝편(24)이 나타나 있다. 이 끝편(24)은 요크(64)를 포함한다. 이 요크(64)는 슬리브(66)를 포함한다. 슬리브(66)는 연결 막대(22)로 미끄럼 운동하거나 압입 끼워 맞추어진다. 유리하게도, 슬리브(66)는 둥글거나 연결막대(22)의 횡단면 모양과 일치하는 횡단면을 가진다. 다른 변환 부분(28)이 슬리브(66) 또는 연결 막대(22) 위에 부가될 수 있다. 섬유(44)는 아암(68) 사이의 요크(64) 둘레에 감긴다. 변환 부분(28)이 사용된다면, 이 변환 부분(28)은전술한 대로 요크(64)에서 연결 막대(22)까지 원활하게 변환되도록 한다.
전술한 모든 끝편(24)들이 복합 링크(20) 위에서 사용된다. 주어진 복합 링크(20) 위의 모든 끝편(24)은 동일한 형태이거나 다른 형태를 가진다.
도 11 및 도 12를 참고할 때, 본 발명의 특징에 따라 구성된 또 다른 복합링크(120)가 도시된다. 트럭과 같은 중량차량에서 토크막대링크로서 상기 링크(120)가 유리하게 적용된다.
본 발명에 따라 도 11 및 도 12에 도시된 복합링크(120)가 도 13 및 도 14에 도시된 코아튜브(122), (한개만 도시되고) 도 15 및 도 16에 도시된 한 쌍의끝편(124), 도 17에 도시된 유리섬유(144)로 감긴 제 1 및 제 2 층과, 차단층(148)으로 구성된다.
도 13 및 도 14를 참고할 때, 코아튜브(122)는 섬유강화복합재료로부터 압축성형하여 형성된 정사각형 단면의 중공튜브이다. 본 실시예에서 단면 (외측)크기는 2.50X 205. 인치이고 22.88인치의 길이를 가진다. 상기 튜브는 마주보는 측벽(127)들 및 마주보는 측벽(128)들을 포함한다. 도시된 실시예에서 벽두께는 0. 250 인치이다. 튜브의 각 단부가 정사각형 개구부(129)이다.
도 15를 참고할 때, 각 끝편(124)이 알루미늄으로 주조된다. 장착돌출부(134)를 가진 조립몸체(136)가 각 끝편에 포함된다.
원통형 구멍(126)이 기저부분(123) 및 캡부분(125)의 연결부에서 중심을 잡고, 몸체(136)를 통해 횡방향으로 연장된다. 구멍(126)이 (도면에 도시되지 않은)인서트내부에서 원통형 고무 인서트 및 원통형 금속부싱을 수용하도록 적응되고, 예를 들어, 링크(20)가 서스펜션시스템부품에 연결된다.
몸체(136)가 측면(133)과 마주보고, 측면을 통해 구멍(126)이 개방된다. 기저부분(123)이 기저면(141)을 가지고, 기저면으로부터 장착돌출부(134)가 연장구성된다. 바닥면(141)에서 측면(133)의 구성이 끝난다.
몸체(136)의 각 측면(133)을 따르고 캡부분(125)위의 바닥면(141)의 대향측부들사이에서 마주보는 플랜지(132)들이 연장된다. 플랜지(132)들사이에서 플랜지가 오목한 면(130)을 형성하고, 오목한 면은 끝편(124)의 캡부분(125)위에서 연장하고, 마주보는 단부들에서 바닥면(141)에 종료한다. 각 플랜지(132)는 표면(130)위에서 0.150 인치 연장구성되고 해당 측면(133)고 일치한다.
도 16을 참고할 때, 해당 장착돌출부(134)를 튜브내에 삽입하면, 끝편(134)이 튜브(122)의 각 단부내에 배열된다. 각 끝편(14)위의 장착돌출부(134)가 정사각형 단면을 가지고 둥근 모서리(135)를 가진다. 조립몸체(136)의 바닥면(141)이 튜브의 단부와 연결될 때까지, 돌출부의 면(139)이 튜크(122)의 단부(129)내부로 꼭 끼워맞춰져 미끄럼운동하도록 돌출부의 크기가 정해진다.
도 16을 참고할 때, 끝편(124)이 튜브(122)내에 배열되면, 튜브에 구성되고 마주보는 측벽(127)들의 외측면들이 오목한 표면(130)과 일치한다. 따라서 튜브측벽(127)들의 측부(128)들로부터 플랜지(132)의 자유단부(149)들이 0.150 인치로 외측을 향해 돌출한다. 그러나 튜브(122)를 구성하고 마주보는 측벽(128)들의 외측면들은 몸체(136)의 해당 측면(133)들로부터 오목하게 구성된다. 오목한 구성은 약 0. 150 인치의 크기를 가진다.
상기 선호되는 구성은 정사각형 단면의 코아튜브(122) 및 정사각형 단면의 돌출부(134)를 포함한다. 서로 짝을 이루게 구성되는 한 코아튜브 및 장착돌출부는 정사각형이 아니라 직사각형으로 구성될 수 있다.
도 16이외에 도 17을 참고할 때, 수지가 적셔진 섬유의 가닥(144)이 끝편(124)의 표면(130)들을 덮고, 섬유의 제 1 층(146)을 성할 때까지 반복적으로 상기 표면(130)위에서 종방향으로 감겨진다. 각 표면(130)위에서 제 1 층(146)이 약 0.100 인치의 두께까지 감겨진다. 다음에 제 2 층(150)을 형성하기 위해 제 1 층(146)위에서 동일한 가닥(144)이 튜브(122)주위에서 횡방향으로 감겨진다. 제 2층(150)을 감을 때, 튜브(122)의 해당 평면측부들에 대해 제 1 층(144)이 팽팽하게 당겨진다.
제 1 층(146) 및 제 2 층(156)내에서 가닥(144)이 감기는 패턴이 도 7 및 도 8에 관한 상기 패턴과 동일하다. 제 1 층(146)의 두께는 플랜지(132)높이의 약 2/3이다. 제 2 층(150)의 두께는 약 0.100 인치이므로 조립몸체(124)위에서 외측면이 면(133)으로부터 내측으로 오목하게 구성된다.
섬유가닥의 상기 층(146,150)들이 상기 방법에 의해 덮개층(148)으로 덮혀진다. 차단층(148)은 예를 들어, 페인트 또는 몰딩된 실리콘고무로 형성된다. 각 플랜지(132)의 상부 및 조립몸체의 측면(133)과 차단층이 동일 높이를 가지는 두께까지 차단층이 형성된다.
본 발명의 선호되는 실시예를 기술하였지만, 본 발명은 이 실시예에 제한되지 않고 본원의 범위에서 벗어나지 않으면서 수정할 수 있다. 예를 들어, 복합 링크는 차단 층 없이 만들어질 수 잇다; 유리 층은 동심으로 감겨지기 보다는 겹쳐지게 감겨질 수 있다; 제 2 층은 나선형 또는 횡방향으로 감겨질 수 있다; 둘 이상의 층이 포함될 수 있다; 섬유 가닥은 와인딩 전체에 대해 연속적인 것이 선호되지만 다수의 다른 가닥을 포함할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해 한정되고, 청구항 범위 내의 모든 장치는 본원에 포함된다.

Claims (13)

  1. (a)직사각형단면을 가지고 섬유보강된 복합 코아튜브를 가지며,
    (b) 상기 코아튜브가 직사각형 내측단면을 가지고 마주보며 개방된 개방단부들을 가지고
    (c) 상기 코아튜브의 각 단부에 위치한 끝편을 가지며,
    (d) 상기 각 끝편들이 장착돌출부를 가진 조립몸체를 포함하고,
    (e) 상기 각 장착돌출부들이 상기 튜브의 개방단부의 상기 내측단면과 일치하는 외측단면을 가지며, 개방단부내에 배열되고,
    (f) 상기 조립몸체가 직사각형블록형태의 기저부분 및 부분원통형태의 캡부분을 포함하며,
    (g)상기 조립몸체가 마주보며 평행한 측면들 및 각 측면고 동일높이인 플랜지를 포함하고, 상기 캡부분위에서 연장구성되며, 상기 플랜지들사이에서 오목한 표면이 형성되며,
    (h) 제 1 섬유층을 형성하기 위해 상기 끝편들사이 및 주위에서 막대의 축에 대해 종방향으로 감기고 수지가 적셔진 섬유의 가닥을 가지고, 상기 플랜지들의 높이보다 작은 높이까지 상기 제 1 섬유층이 오목한 상기 표면을 덮고,
    (i) 제 2 섬유층을 형성하기 위해 상기 막대 및 제 1 섬유층주위에서 횡방향으로 감기고 수지가 적셔진 섬유의 가닥을 가지며,
    (j) 상기 코아튜브주위에서 상기 제 2 단부 제 1 층 및 상기 플랜지들사이에서 상기 제 1 층위에 형성된 차단층을 가지는 복합링크.
  2. 제 1항에 있어서, 추가로
    (a)수지가 적셔진 섬유의 연속가닥에 의해 상기 제 1 및 제 2 층이 형성되는 것을 특징으로 하는 복합링크.
  3. 제 1항에 있어서, 추가로
    (a) 상기 끝편들이 알루미늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 복합링크.
  4. 제 1항에 있어서, 추가로
    (a)마주보는 측면들의 제 1 쌍 및 마주보는 측면들의 제 2 쌍이 직사각형단면의 상기 튜브에 구성되고,
    (b) 상기 장착돌출부들이 상기 튜브내에 배열될 때 오목한 상기 표면의 해당 단부들과 동일높이인 외측표면들이 마주보는 상기 제 1 쌍에 구성되는 것을 특징으로 하는 복합링크.
  5. 제 4항에 있어서, 추가로
    (a) 상기 각 플랜지들이 마주보는 자유단부들을 가지고, 상기 각 자유단부들이 오목한 상기 표면으로부터 외측으로 연장구성되는 것을 특징으로 하는 복합링크.
  6. 제 5항에 있어서, 추가로
    (a) 상기 장착돌출부들이 배열될 때 해당 조립몸체의 평행한 상기 측면들로부터 오목하게 구성되는 외측면들이 마주보는 측면의 상기 제 2 쌍에 구성되는 것을 특징으로 하는 복합링크.
  7. 제 6항에 있어서, 추가로
    (a)상기 플랜지들의 상부와 동일높이인 외측면이 상기 차단층에 구성되는 것을 특징으로 하는 복합링크.
  8. 제 7항에 있어서, 추가로
    (a)상기 차단층의 외측면이 상기 조립몸체의 측면들과 동일높이인 것을 특징으로 하는 복합링크.
  9. (a)개방단부를 가지고 섬유보강된 복합튜브를 가지며,
    (b) 상기튜브의 각 단부에 위치한 끝편을 가지고,
    (c) 상기 각 끝편들이 장착돌출부를 가진 조립몸체를 포함하며,
    (d) 상기 장착돌출부들이 상기 튜브의 단면과 일치하는 단면을 가진 적어도 한 개의 부분을 가지며,
    (e)상기 조립몸체가 부분원통형태의 캡부분을 포함하고,
    (f) 상기 조립몸체가 마주보며 평행한 측면들 및 각 측면과 동일한 높이인 플랜지를 포함하고, 상기 캡부분위에서 연장구성되며, 상기 플랜지들사이에서 오목한 표면이 형성되며,
    (g) 제 1 섬유층을 형성하기 위해 상기 끝편들사이 및 주위에서 막대의 축에 대해 종방향으로 감기고 수지가 적셔진 섬유의 가닥을 가지고 , 상기 플랜지들의 높이보다 작은 높이까지 상기 제 1 섬유층이 오목한 상기 표면을 덮고,
    (h) 제 2 섬유층을 형성하기 위해 상기 막대 및 제 1 섬유층주위에서 횡방향으로 감기고 수지가 적셔진 섬유의 가닥을 가지며,
    (i) 상기 코아튜브주위에서 상기 제 2 단부 제 1 층 및 상기 플랜지들사이에서 상기 제 1 층위에 형성된 차단층을 가지는 것을 특징으로 하는 복합링크.
  10. 제 9항에 있어서, 추가로 (a) 상기 각 플랜지들이 마주보는 자유단부들을 가지고 상기 각 자유단부들이 오목한 상기 표면으로부터 외측을 향해 연장구성되는 것을 특징으로 하는 복합링크.
  11. 제 10항에 있어서, 추가로 (a)상기 플랜지들의 높이보다 작은 높이까지 상기 제 2 섬유층이 상기 자유단부들을 덮는 것을 특징으로 하는 복합링크.
  12. 제 11항에 있어서, 추가로 (a) 상기 플랜지들의 상부와 동일 높이인 외측면이 상기 차단층에 구성되는 것을 특징으로 하는 복합링크.
  13. 제 12항에 있어서, 추가로 상기 차단층의 외측면이 상기 조립몸체의 측면들과 동일높이인 것을 특징으로 하는 복합링크.
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