KR20040000174A - ball joint mounting structure for suspension system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 현가 장치용 볼 조인트의 장착 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 너클 아암과 로어 아암 사이를 상대 회동이 가능하도록 연결하는 볼 조인트의 장착 방식을 변경하여 장착부위에 대한 강성을 향상시킬 수 있도록 하는 현가 장치용 볼 조인트의 장착 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a mounting structure of a ball joint for suspension, and more particularly, it is possible to improve the rigidity of the mounting site by changing the mounting method of the ball joint connecting the knuckle arm and the lower arm so as to allow relative rotation. It relates to a mounting structure of a ball joint for suspension device.
일반적으로 자동차의 현가 장치에 있어 조향 차륜을 설치한 전륜 현가 장치에는 캠버각과 킹핀 경사각, 토우각 및, 캐스터각과 같은 휠 얼라인먼트(wheel alignment)의 정렬 요소가 있는 바, 이러한 휠 얼라인먼트는 차량의 특성에 따라 적절하게 조정되어야 주행의 안정성 내지 제동의 안정성 등을 각각 적절하게 보장할 수 있는 것이다.In general, in the suspension system of a vehicle, a front wheel suspension having steering wheels has alignment elements of wheel alignment such as camber angle, kingpin inclination angle, toe angle, and caster angle. It should be properly adjusted accordingly to ensure the stability of the driving to the stability of the braking, etc., respectively.
한편, 상기 휠 얼라인먼트의 정렬 요소중 킹핀 경사각은 전륜 현가 장치에 있어 조향 특성을 결정하는 조향축, 즉 킹핀축에 의해 결정되는 것인 바, 이 킹핀축(X)은 도 1에 도시된 바와 같이, 어퍼 아암(10)의 차륜(W)측 선단부위와 너클 아암(12)의 상단부위 사이를 상대회동이 가능하게 연결하는 제1볼 조인트(14)와, 로어 아암(16)의 차륜측 선단부위와 상기 너클 아암(12)의 하단부위 사이를 상대회동이 가능하게 연결하는 제2볼 조인트(18) 사이의 중심을 상호 연결하는 연장선으로 형성되는 것이다.Meanwhile, the kingpin inclination angle of the alignment elements of the wheel alignment is determined by a steering shaft, that is, a kingpin shaft, which determines steering characteristics in the front wheel suspension system, and the kingpin shaft X is shown in FIG. 1. A first ball joint 14 connecting the wheel W side end portion of the upper arm 10 and an upper end portion of the knuckle arm 12 so that relative rotation is possible, and the wheel side end portion of the lower arm 16; It is formed by an extension line interconnecting the centers between the second ball joint 18 to allow relative rotation between the lower end portions of the knuckle arm 12.
그리고, 상기 킹핀 경사각에 있어 킹핀 오프셋은 전륜 현가 장치를 차량의 후방에서 보았을 때, 상기 킹핀축(X)과 차륜(W)의 중심선(Y) 사이의 이격 거리를 지칭하는 것으로, 이 킹핀 오프셋의 정도는 도 2에 도시된 바와 같이, 제동시 안정성 등을 보장하기 위해 통해 부(-)의 값으로 설정되는 것이 바람직하다.The kingpin offset in the kingpin inclination angle refers to the separation distance between the kingpin shaft (X) and the centerline (Y) of the wheel (W) when the front suspension is viewed from the rear of the vehicle. As shown in FIG. 2, the degree is preferably set to a negative value to ensure stability during braking and the like.
즉, 도 1에 도시된 전륜 현가 장치에서는 상기 제2볼 조인트(18)의 스터드부위(18a)가 상향되게 설치되어 킹핀 오프셋이 정(+)의 값으로 설정된 것이고, 도 2에 도시된 전륜 현가 장치에서는 상기 제2볼 조인트(18)의 스터드부위(18a)가 하향되게 설치되어 킹핀 오프셋이 부(-)의 값으로 설정된 것이다.That is, in the front wheel suspension shown in FIG. 1, the stud portion 18a of the second ball joint 18 is installed upward, and the king pin offset is set to a positive value, and the front wheel suspension shown in FIG. In the apparatus, the stud portion 18a of the second ball joint 18 is installed downward so that the king pin offset is set to a negative value.
그런데, 상기와 같이 전륜 현가 장치에 있어 킹핀 경사각은 킹핀 오프셋이 부의 값으로 설정됨이 바람직함에도 불구하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 너클 아암(12)의 외측으로 설치되는 브레이크 장치용 더스트 커버(20)와 상기 제2볼 조인트(18)의 스터드부위(18a) 사이의 간섭으로 인해 부(-)의 값으로 킹핀 오프셋을 설정하는 데 어려움이 있었다.By the way, in the front wheel suspension as described above, although the king pin inclination angle is preferably set to a negative value of the king pin offset, as shown in Figure 2, the dust for the brake device is installed to the outside of the knuckle arm 12 Due to the interference between the cover 20 and the stud portion 18a of the second ball joint 18, it was difficult to set the king pin offset to a negative value.
또한, (-)의 값으로 킹핀 오프셋을 설정하기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 너클 아암(12)은 이의 하단부위에 분지된 형태의 장착부(12a)를 갖추어야 하고, 이 장착부(12a)에는 상기 제2볼 조인트(18)의 장착을 위한 탭가공이 요구된다.In addition, in order to set the king pin offset to a value of (−), as shown in FIG. 3, the knuckle arm 12 should have a mounting portion 12a having a branched shape at its lower end portion. Tap processing for mounting the second ball joint 18 is required.
즉, 상기 너클 아암(12)의 장착부(12a)에는 상기 제2볼 조인트(18)의 하우징(18b)이 볼트(B)를 매개로 나사체결되어 결합되는 것이다.That is, the housing 18b of the second ball joint 18 is screwed to the mounting portion 12a of the knuckle arm 12 by a bolt B.
이를 위해, 상기 제2볼 조인트(18)의 하우징(18b)에는 양측부로 소재의 크기가 확장되어 볼트(B)의 장착을 위한 돌출부(18c)가 일체로 형성되어야 하므로, 상기 제2볼 조인트(18)의 크기는 돌출부(18c)를 갖춘 하우징(18b)으로 인해 필요 이상으로 증대되고, 이로 인해 제조 원가의 상승 및 차량의 중량 상승이 초래된다.To this end, the housing 18b of the second ball joint 18 is to extend the size of the material to both sides to be formed integrally with the protrusion (18c) for mounting the bolt (B), the second ball joint ( The size of 18 is increased more than necessary due to the housing 18b with the projection 18c, which leads to an increase in manufacturing cost and an increase in weight of the vehicle.
또한, 상기 너클 아암(12)의 장착부(12a)상에 상기 제2볼 조인트(18)의 하우징(18b)을 고정시킴에 있어, 상기 너클 아암(12)의 장착부(12a)에 가공된 탭부위는 상기 너클 아암(12)에 대한 제2볼 조인트(18)의 장착 강성을 전적으로 부담하기 때문에 손상이 발생되기 쉽고, 손상시에는 상기 너클 아암(12)을 전체적으로 교환해야 하므로 비용적인 측면에서 불합리한 단점이 있었다.In addition, in fixing the housing 18b of the second ball joint 18 on the mounting portion 12a of the knuckle arm 12, the tab portion processed on the mounting portion 12a of the knuckle arm 12 is fixed. It is easy to cause damage because the mounting rigidity of the second ball joint 18 with respect to the knuckle arm 12 is easy, and in case of damage, the knuckle arm 12 needs to be replaced as a whole. There was this.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 너클 아암상에 결합되어 로어 아암과의 사이의 상대 회동을 가능하게 하는 볼 조인트의 장착 방식을 변경하여 장착 부위에 집중되는 하중을 분산시켜 볼 조인트 장착 부위에 대한 손상을 방지함으로써 부품의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 현가 장치용 볼 조인트의 장착 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, by changing the mounting method of the ball joint coupled to the knuckle arm to allow relative rotation between the lower arm to distribute the load concentrated on the mounting site SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a mounting structure of a ball joint for a suspension device which can improve the durability of a component by preventing damage to the ball joint mounting portion.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 어퍼 아암의 차륜측 선단부위와 너클 아암의 상단부위 사이를 상대회동이 가능하게 연결하는 제1볼 조인트와, 로어 아암의 차륜측 선단부위와 상기 너클 아암의 하단부위 사이를 상대회동이 가능하게 연결하는 제2볼 조인트를 갖춘 차량의 전륜 현가 장치에 있어서, 상기 제2볼 조인트는 상기 너클 아암의 하단부에서 일측이 개방된 트임부를 형성하고서 원형으로 절곡된 장착부에 지지되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the first ball joint for enabling relative rotation between the wheel-side end portion of the upper arm and the upper end portion of the knuckle arm, the wheel-side end portion of the lower arm and the knuckle arm In a front wheel suspension of a vehicle having a second ball joint that allows a relative rotation between the lower portions, the second ball joint is a mounting portion bent in a circle to form a trim open one side at the lower end of the knuckle arm It is characterized in that supported by.
도 1과 도 2는 각각 종래 전륜 현가 장치의 로어 아암에 있어 볼 조인트의 장착 위치에 따른 정/부의 킹핀 오프셋 상태를 도시한 도면.1 and 2 are respectively showing the king pin offset state according to the mounting position of the ball joint in the lower arm of the conventional front wheel suspension.
도 3은 도 2에 도시된 너클 아암에 볼 조인트의 장착 상태를 도시한 도면.3 is a view showing a mounting state of a ball joint to the knuckle arm shown in FIG.
도 4는 본 발명에 따라 로어 아암용 볼 조인트가 너클 아암에 장착된 상태를 도시한 도면.Figure 4 is a view showing a state in which the ball joint for the lower arm is mounted on the knuckle arm in accordance with the present invention.
도 5는 도 4의 요부를 확대하여 도시한 도면.5 is an enlarged view illustrating main parts of FIG. 4;
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10-어퍼 아암12-너클 아암10-upper arm 12-knuckle arm
14-제1볼 조인트16-로어 아암14-first ball joint 16-lower arm
18-제2볼 조인트20-더스트 커버18-second ball joint 20-dust cover
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따라 로어 아암용 볼 조인트가 너클 아암에 장착된 상태를도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 요부를 확대하여 도시한 도면인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 종래 로어 아암용 볼 조인트가 너클 아암에 장착된 상태를 도시한 도 3에서와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 병기하면서, 아울러 전륜 현가 장치의 주요 부위는 도 2를 참조로 하여 기술한다.Figure 4 is a view showing a state in which the ball joint for the lower arm is mounted on the knuckle arm in accordance with the present invention, Figure 5 is an enlarged view of the main portion of Figure 4, the conventional lower for a detailed description of the present invention The same parts as in Fig. 3 showing the state in which the arm joint is mounted on the knuckle arm are given the same reference numerals, and the main parts of the front wheel suspension system will be described with reference to Fig. 2.
본 발명은 어퍼 아암과 로어 아암을 포함하는 현가 아암을 매개로 하여 차체측에 고정됨과 더불어 차륜을 지지하도록 된 너클 아암에 있어 상기 현가 아암을 상대 회동이 가능하게 연결하는 볼 조인트의 장착 구조에 대한 것이다.The present invention is a knuckle arm fixed to the vehicle body side via a suspension arm including an upper arm and a lower arm and supporting a wheel, and a ball joint mounting structure for allowing relative rotation of the suspension arm to be connected. will be.
즉, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 전륜 현가 장치는 어퍼 아암(10)의 차륜(W)측 선단부위와 너클 아암(12)의 상단부위 사이를 상대회동이 가능하게 연결하는 제1볼 조인트(14)와, 로어 아암(16)의 차륜측 선단부위와 상기 너클 아암(12)의 하단부위 사이를 상대회동이 가능하게 연결하는 제2볼 조인트(18)를 갖춘 구조로 되어 있다.That is, as shown in FIG. 2, the front wheel suspension of the vehicle is configured to allow relative rotation between the front end portion of the wheel W side of the upper arm 10 and the upper end portion of the knuckle arm 12. The first ball joint 14 and the second ball joint 18 for connecting the wheel-side end portion of the lower arm 16 and the lower end portion of the knuckle arm 12 in such a manner as to be relatively rotatable are provided.
한편, 상기 제1볼 조인트(14)와 제2볼 조인트(18) 사이의 중심을 상호 연결하는 연장선으로 형성되어 차륜(W)의 중심선(Y)과의 사이의 이격 거리에 따라 제동시 안정성 등의 판단을 위한 척도가 되는 킹핀 오프셋을 이루는 킹핀축(X)은 상기 제2볼 조인트(18)의 고정 위치, 즉 상기 너클 아암(12)의 하단부와 상기 로어 아암(16)의 차륜(W)측 선단부위 사이의 결합부위에 대한 위치에 따라 결정된다.On the other hand, it is formed as an extension line interconnecting the center between the first ball joint 14 and the second ball joint 18, the stability at the time of braking according to the separation distance between the center line (Y) of the wheel (W) The king pin shaft (X) forming a king pin offset that is a measure for the determination of the fixed position of the second ball joint 18, that is, the lower end of the knuckle arm (12) and the wheel (W) of the lower arm (16) It is determined by the position of the joint between the side tip portions.
여기서, 상기 제2볼 조인트(18)의 장착을 위한 상기 너클 아암(12)은 도 4 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 이의 하단부에 중앙에 제2볼 조인트(18)의 하우징(18b)을 수용할 수 있는 공간을 형성함과 더불어 일측이 개방된 트임부(12b)를형성한 원형으로 절곡된 형태의 장착부(12a)를 일체로 갖춘 구조로 되어 있다.Here, the knuckle arm 12 for mounting the second ball joint 18, as shown in Figures 4 to 5, respectively, the housing 18b of the second ball joint 18 in the lower end thereof In addition to forming a space for accommodating the one side has a structure that is integrally provided with a mounting portion (12a) of the shape bent in a circular form forming a trim (12b) open on one side.
그리고, 상기 장착부(12a)의 외측으로 대향된 한 쌍의 돌출부(12c)에는 부재를 관통하는 체결 구멍(도시안됨)이 형성되고, 이 체결 구멍에는 탭가공이 되어 있어, 이를 통해 볼트(B)의 체결이 이루어지는 구조로 되어 있다.In addition, the pair of protrusions 12c facing outwardly of the mounting portion 12a are formed with fastening holes (not shown) that penetrate the members, and the fastening holes are tabbed, whereby bolts B are provided. Has a structure in which the fastening is performed.
이에 따라, 상기 제2볼 조인트(18)는 상기 너클 아암(12)의 장착부(12a)에 형성된 원형의 수용 공간으로 이의 하우징(18b)이 삽입된 다음, 상기 돌출부(12c)의 체결 구멍으로 볼트(B)가 삽입되어 너트(N)에 체결됨으로써, 상기 너클 아암(12)의 장착부(12a)상에 견고하게 고정될 수 있게 된다.Accordingly, the second ball joint 18 is inserted into its housing 18b into a circular receiving space formed in the mounting portion 12a of the knuckle arm 12, and then bolted to the fastening hole of the protrusion 12c. (B) is inserted and fastened to the nut N, so that it can be firmly fixed on the mounting portion 12a of the knuckle arm 12.
이때, 상기 너클 아암(12)의 장착부(12a)는 상기 제2볼 조인트(18)의 하우징(18b)의 전 둘레 부위에 압축력을 가함으로써, 상기 너클 아암(12)의 장착부(12a)에서 상기 제2볼 조인트(18)의 하우징(18b)은 이탈이 저지된 상태로 지지되는 것이다.At this time, the mounting portion 12a of the knuckle arm 12 applies a compressive force to the front circumferential portion of the housing 18b of the second ball joint 18, thereby allowing the mounting portion 12a of the knuckle arm 12 to be mounted. The housing 18b of the second ball joint 18 is supported while being separated.
따라서, 상기와 같이 너클 아암(12)의 하단부위에 상기 제2볼 조인트(18)의 장착이 이루어지게 되면, 전륜 현가 장치에 있어 킹핀 경사각에 의한 킹핀 오프셋은 상기 제2볼 조인트(18)의 스터드부위(18a)를 하방향으로 위치시킴으로 인해 부의 값으로 설정할 수 있게 된다.Accordingly, when the second ball joint 18 is mounted on the lower end of the knuckle arm 12 as described above, the king pin offset by the king pin inclination angle in the front wheel suspension device is the stud of the second ball joint 18. By positioning the region 18a in the downward direction, it is possible to set a negative value.
또한, 상기 너클 아암(12)의 장착부(12a)상에 고정되는 상기 제2볼 조인트(18)는 크기의 증대없이 기존의 볼 조인트를 그대로 사용할 수 있으므로, 종래와 같은 부품의 중량 증가를 방지할 수 있게 된다.In addition, since the second ball joint 18 fixed on the mounting portion 12a of the knuckle arm 12 can use an existing ball joint as it is without increasing the size, it is possible to prevent the weight increase of the conventional parts. It becomes possible.
그리고, 상기 너클 아암(12)의 장착부(12a)상에 상기 제2볼 조인트(18)의 하우징(18b)을 고정시킴에 있어, 상기 제2볼 조인트(18)에 대한 장착 강성을 상기 너클 아암(12)의 장착부(12a)의 내주면 전체가 분담하여 부담함에 따라 장착 강성을 강화시킬 수 있게 된다.And, in fixing the housing 18b of the second ball joint 18 on the mounting portion 12a of the knuckle arm 12, the mounting rigidity to the second ball joint 18, the knuckle arm As the entire inner circumferential surface of the mounting portion 12a of (12) shares and bears, mounting rigidity can be enhanced.
아울러, 상기 너클 아암(12)의 돌출부(12c)에서 볼트(B)와 너트(N)를 매개로 한 나사체결은 상기 제2볼 조인트(18)의 장착에 직접적인 하중의 부담이 없는 부위가 되므로, 상기 돌출부(12c)에 형성된 탭가공부위의 손상을 방지할 수 있어 상기 너클 아암(12)의 수명을 극대화시킬 수 있게 된다.In addition, since the screw connection through the bolt (B) and the nut (N) in the protrusion (12c) of the knuckle arm (12) is a site without a burden of direct load to the mounting of the second ball joint 18 In addition, damage to the tab processing portion formed on the protrusion 12c may be prevented, thereby maximizing the life of the knuckle arm 12.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 현가 장치용 볼 조인트의 장착 구조에 의하면, 전방 현가 장치에서 너클 아암과 로어 아암 사이에 설치되어 이들 사이의 상대 회동을 가능하게 하는 볼 조인트의 장착 방식을 변경하여 장착 부위에 집중되는 하중을 분산시킴과 더불어 볼 조인트 장착 부위에 대한 손상을 방지하여 부품의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the mounting structure of the suspension device ball joint according to the present invention, in the front suspension device is installed between the knuckle arm and the lower arm to change the mounting method of the ball joint to allow relative rotation therebetween. In addition to distributing the load concentrated on the site, it is possible to prevent damage to the ball joint mounting site, thereby improving the durability of the parts.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |