KR20090100486A - 너클 브라켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 너클 브라켓에 관한 것으로, 너클 브라켓의 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 집중되는 응력을 쇽업소버의 외통의 피로 한계 수준 이하로 감소시키는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 일단이 차체와 연결되며 타단이 차륜과 연결되는 쇽업소버의 외통의 타단에 상기 차륜과의 결합을 위해 설치되는 너클 브라켓에 있어서, 상기 쇽업소버의 외통의 하단 외주면을 감싸면서 고정되는 본체부와, 상기 본체부의 양측에서 직경방향 외측으로 향하게 돌출된 좌우 한쌍의 플랜지부와, 상기 플랜지부들의 사이에 고정 설치된 단면 ㄷ자형의 보강 부재와, 상기 단면 ㄷ자형의 보강 부재의 중간 부분의 상단부에서 상기 본체부의 상단부 보다 위로 연장되게 형성된 보강편을 포함하는 구성으로 되어 있다.

본체부, 플랜지부, 단면 ㄷ자형의 보강 부재, 보강편

Description

너클 브라켓 {KNUCKLE BRACKET}

본 발명은 너클 브라켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쇽업소버를 차륜 측에 연결하는 데에 사용되는 너클 브라켓에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 현가장치는 코일스프링과 쇽업소버를 이용하여 차체와 차륜의 상하 방향 운동을 조절하여 편안한 승차감을 확보하고 상하 이외의 방향으로는 적절한 강성에 의해 조정안정성을 유지해주는 역할을 한다.

쇽업소버는 일단이 차체와 연결되며, 타단이 차륜과 연결되어 노면으로부터 전달되는 충격을 흡수 완충한다. 맥퍼슨식 쇽업소버의 경우, 상단이 차체와 연결된 쇽업소버의 하단에는 차륜과의 결합을 위한 너클 브라켓이 설치되며, 너클 브라켓은 차륜에 연결된 너클 아암에 결합된다.

일반적으로 너클 브라켓은, 쇽업소버의 외통의 하단 외주면에 맞대어져서 고정되는 본체부와, 이 본체부의 양측에서 직경방향 외측으로 향하게 돌출된 좌우 한쌍의 플랜지부를 포함한다.

플랜지부에는 너클 아암과 볼트 체결하기 위한 체결공이 형성되어 있으며, 너클 아암에도 플랜지부와 볼트 체결하기 위한 체결공이 형성되어 있다. 너클 브 라켓은 플랜지부의 사이에 너클 아암을 개재하여 상기한 체결공들에 볼트를 삽입하고 볼트의 말단부에 너트를 끼워 조임으로써 너클 아암과 결합된다.

또한, 너클 브라켓에서 플랜지부의 강성을 보강하기 위해, 양측의 플랜지부들의 사이에 단면 ㄷ자형의 별도의 보강 부재를 설치하고 있다.

이 단면 ㄷ자형 보강 부재는 그 중간 부분이 쇽업소버의 외통의 외주면에 맞닿게 되는데, 코일스프링이 안착되는 스프링 시트의 비대칭 형상으로 인해 쇽업소버가 편심에 의한 횡하중을 받게 되면, 차량의 설계상 너클 브라켓에서 너클 아암에 결합되는 플랜지부 사이, 즉 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 응력이 집중하게 된다.

이러한 집중 응력이 피로 한계 수준 이상으로 지속적으로 가해지면, 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 맞닿는 쇽업소버의 외통이 피로 파괴로 인해 꺾이거나 파손되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 너클 브라켓의 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 집중되는 응력을 쇽업소버의 외통의 피로 한계 수준 이하로 감소시키는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 일단이 차체와 연결되며 타단이 차륜과 연결되는 쇽업소버의 외통의 타단에 상기 차륜과의 결합을 위해 설치되는 너클 브라켓에 있어서, 상기 쇽업소버의 외통의 하단 외주면을 감싸면서 고정되는 본체부와, 상기 본체부의 양측에서 직경방향 외측으로 향하게 돌출된 좌우 한쌍의 플랜지부와, 상기 플랜지부들의 사이에 고정 설치된 단면 ㄷ자형의 보강 부재와, 상기 단면 ㄷ자형의 보강 부재의 중간 부분의 상단부에서 상기 본체부의 상단부 보다 위로 연장되게 형성된 보강편을 포함하는 구성으로 되어 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 너클 브라켓에 의하면, 너클 브라켓의 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 집중되는 응력을 쇽업소버의 외통의 피로 한계 수준 이하로 감소시키므로, 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 맞닿는 쇽업소버의 외통이 피로 파괴로 인해 꺾이거나 파손되지 않게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 쇽업소버의 외통과 맞닿는 부분이 너클 브라켓의 상단부의 보강편만큼 더 증가되므로 응력 집중이 그만큼 분산되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분 상단부에 집중되는 응력이 쇽업소버의 외통의 피로 한계 수준 이하로 감소되므로 쇽업소버의 외통의 두께를 얇게 할 수 있어 제조 원가가 절감되는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 너클 브라켓의 사시도이고, 도 2는 도 1 의 A-A선을 따른 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 너클 브라켓은, 일단이 차체와 연결되며 타단이 차륜과 연결되는 쇽업소버의 외통(2)의 타단에 차륜과의 결합을 위해 설치되는 것으로서, 본체부(10)와 플랜지부(20)와 단면 ㄷ자형의 보강 부재(30)를 포함한다.

본체부(10)는 쇽업소버의 외통(2)의 하단 외주면에 고정되는데, 쇽업소버의 외통(2)의 외주면을 감싸면서 고정된다. 보다 상세하게는, 본체부(10)는 쇽업소버의 외통(2)의 하단 외주면을 감싸는 C자형의 단면을 가지며, 본체부(10)의 가장자리가 용접에 의해 쇽업소버의 외통(2)의 하단 외주면에 고정된다.

플랜지부(20)는 본체부(10)의 양측 단부에서 직경방향 외측으로 향하게 좌우 한쌍이 돌출된 형태이다.

플랜지부(20)에는 자동차의 차륜에 장착된 너클 아암(미도시)과 볼트 체결하기 위한 체결공(21)이 형성되어 있다.

플랜지부(20)들의 사이에는 단면 ㄷ자형의 보강 부재(30)가 고정 설치되어 있다. 단면 ㄷ자형의 보강 부재(30)는 그 가장자리가 용접에 의해 본체부(10)의 플랜지부(20)들 사이에 고정된다.

단면 ㄷ자형의 보강 부재(30)의 중간 부분(31)의 상단부에는 본체부(10)의 상단부 보다 위로 연장되게 보강편(33)이 형성되어 있다. 단면 ㄷ자형의 보강 부재(30)에는 자동차의 차륜에 장착된 너클 아암(미도시)과 볼트 체결하기 위한 체결공(32)이 형성되어 있다.

도 1 및 도 2에 예시된 너클 브라켓(1)은, 보강편(33)이 단면 ㄷ자형 보강 부재(30)의 제조시 단면 ㄷ자형 보강 부재(30)와 일체로 형성된 것이다. 즉, 도 1 및 도 2에 예시된 너클 브라켓(1)의 보강편(33)은 단면 ㄷ자형 보강 부재(30)의 제조시 보강편(33)을 고려하여 강판을 절단한 후 단면 ㄷ자형으로 만든 것이다. 중간 부분(31)과 그 상단부의 보강편(33)은 일체로 형성되어 있는데, 도 1 및 도 2에서는 중간 부분(31)과 보강편(33)을 구분하여 나타내기 위해 중간 부분(31)과 보강편(33)의 경계부를 점선으로 표시하였다.

도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 너클 브라켓의 사시도이고, 도 4는 도 3의 B-B선을 따른 단면도이다. 도 3 및 도 4에 예시된 너클 브라켓(1')은 보강편(33')이 단면 ㄷ자형 보강 부재(30)와 별도로 형성되어 단면 ㄷ자형 보강 부재(30)의 중간 부분(31)의 상단부에 용접에 의해 부착된 것이다. 단면 ㄷ자형 보강 부재(30)의 중간 부분(31)의 상단부 부근에는 쇽업소버의 외통(2)에 대면하는 면에 홈(35)이 형성되어 있으며, 보강편(33')은 이 홈(35)에 삽입된 다음 용접에 의해 단면 ㄷ자형 보강 부재(30)의 중간 부분(31)에 고정된다.

이렇게 단면 ㄷ자형의 보강 부재(30)의 중간 부분(31)의 상단부에는 본체부(10)의 상단부 보다 위로 연장되게 보강편(33, 33')이 형성되면, 스프링 시트의 비대칭 형상으로 인한 쇽업소버의 편심에 의한 횡하중을 받게 되었을 때, 집중 응력을 받는 지점이 상부로 이동하므로 쇽업소버의 편심에 의한 횡하중에 대한 반력이 작아지게 된다.

이러한 역학 관계를 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명하기로 한다.

도 5는 종래 기술에 따른 너클 브라켓에 쇽업소버의 편심에 의한 횡하중이 가해졌을 때 이에 대한 반력을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 너클 브라켓에 쇽업소버의 편심에 의한 횡하중이 가해졌을 때 이에 대한 반력을 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6에서, L은 쇽업소버의 외통의 상단부에서 너클 브라켓의 하단부까지의 거리를 나타내고, L1은 종래 기술의 너클 브라켓의 중간 부분의 길이를 나타내고, L2는 본 발명의 너클 브라켓의 보강편을 포함하는 중간 부분의 길이를 나타낸다. L2는 L1 보다 더 크다. 그리고, P는 쇽업소버의 외통의 상단부에 가해지는 편심에 의한 횡하중을 나타내고, P'는 너클 브라켓의 하단부의 장력을 나타내고, F는 종래 기술의 너클 브라켓의 상단부에서 편심에 의한 횡하중에 대한 반력을 나타내고, F'는 본 발명의 너클 브라켓의 상단부에서 편심에 의한 횡하중에 대한 반력을 나타낸다.

도 5에서는 종래 기술의 너클 브라켓의 상단부에서 편심에 의한 횡하중에 대한 반력(F)가 다음과 같이 구해진다.

F = (P×L)/L1

그리고, 도 6에서는 본 발명의 너클 브라켓의 상단부에서 편심에 의한 횡하중에 대한 반력(F')가 다음과 같이 구해진다.

F' = (P×L)/L2

여기에서, L2 > L1이므로, F' < F가 된다.

이렇게 본 발명에 따른 너클 브라켓의 상단부에서 편심에 의한 횡하중에 대한 반력(F')이 종래 기술의 너클 브라켓의 상단부에서 편심에 의한 횡하중에 대한 반력(F) 보다 작으므로, 너클 브라켓의 상단부에 집중되는 응력이 종래 기술보다 감소하게 된다.

특히, 본 발명에 따른 보강편(33, 33')은 단면 ㄷ자형 보강 부재(30)의 중간 부분(31)의 상단부에 집중되는 응력을, 쇽업소버의 외통(2)의 피로 한계(Fatigue Limit) 수준 이하로 감소시키도록 하는 길이로 연장된다. 도 7은 본 발명에 따른 너클 브라켓에 의해서 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 집중되는 응력이 쇽업소버의 외통의 피로 한계 수준 이하로 감소되는 것을 종래 기술에 대비하여 도시한 그래프로서, 도 7에서 P는 종래 기술에 의한 너클 브라켓에서 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 집중되는 하중을 나타내고, P'는 본 발명에 의한 너클 브라켓에서 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 집중되는 하중을 나타낸다.

또한, 본 발명에서는 쇽업소버의 외통과 맞닿는 부분이 너클 브라켓의 상단부의 보강편만큼 더 증가되므로 응력 집중이 그만큼 분산된다.

또한, 본 발명에 의하면, 단면 ㄷ자형 보강 부재(30)의 중간 부분(31)의 상단부에 집중되는 응력이 쇽업소버의 외통(2)의 피로 한계 수준 이하로 감소되므로 쇽업소버의 외통(2)의 두께를 얇게 할 수 있어 제조 원가가 절감된다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 너클 브라켓의 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A선을 따른 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 너클 브라켓의 사시도이다.

도 4는 도 3의 B-B선을 따른 단면도이다.

도 5는 종래 기술에 따른 너클 브라켓에 쇽업소버의 편심에 의한 횡하중이 가해졌을 때 이에 대한 반력을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 너클 브라켓에 쇽업소버의 편심에 의한 횡하중이 가해졌을 때 이에 대한 반력을 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 너클 브라켓에 의해서 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 집중되는 응력이 쇽업소버의 외통의 피로 한계 수준 이하로 감소되는 것을 종래 기술에 대비하여 도시한 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 본체부 20 : 플랜지부

30 : 단면 ㄷ자형의 보강 부재(30) 31: 중간 부분

33 : 보강편

Claims (4)

1. 일단이 차체와 연결되며 타단이 차륜과 연결되는 쇽업소버의 외통의 타단에 상기 차륜과의 결합을 위해 설치되는 너클 브라켓에 있어서,

   상기 쇽업소버의 외통의 하단 외주면을 감싸면서 고정되는 본체부와,

   상기 본체부의 양측에서 직경방향 외측으로 향하게 돌출된 좌우 한쌍의 플랜지부와,

   상기 플랜지부들의 사이에 고정 설치된 단면 ㄷ자형의 보강 부재와,

   상기 단면 ㄷ자형의 보강 부재의 중간 부분의 상단부에서 상기 본체부의 상단부 보다 위로 연장되게 형성된 보강편을 포함하는 것을 특징으로 하는 너클 브라켓.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 보강편은 상기 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 집중되는 응력을 쇽업소버의 외통의 피로 한계 수준 이하로 감소시키도록 하는 길이로 연장된 것을 특징으로 하는 너클 브라켓.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 보강편은 상기 단면 ㄷ자형 보강 부재의 중간 부분의 상단부에 용접에 의해 부착된 것을 특징으로 하는 너클 브라켓.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 보강편은 상기 단면 ㄷ자형 보강 부재의 제조시 상기 단면 ㄷ자형 보강 부재와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 너클 브라켓.

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