KR20100135036A - 자동차용 킹핀 조립장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 킹핀의 조립을 기계적으로 수행하여 조립품질을 높여 킹핀홀과 킹핀이 면 접촉상태를 유지하여 실차 장착 상태에서도 유격발생을 최소화하여 고장이나 파손의 우려를 배제하고 유지보수를 위한 분리작업 또한 용이하게 수행할 수 있도록 한 자동차용 킹핀 조립장치에 관한 것으로서, 자동차의 프론트에 설치되고 양단부에 상향 되는 I빔의 끝단에 너클연결구를 가지는 액슬빔과, 차축과 상,하부라켓을 가지는 너클바디를 포함하는 조향너클에 형성되는 킹핀홀에 킹핀을 조립하고 분해하기 위한 자동차용 킹핀 조립장치를 구성함에 있어서;

상기 조향너클을 결합하기 위한 액슬빔을 공급하는 이송라인의 양측에서 차종에 따른 액슬빔의 크기에 맞게 이송라인 방향으로 전,후진가능하게 설치하는 폭조절자와, 상기 폭조절자의 상방에 차종에 따른 높,낮이에 대응할 수 있도록 구비하는 높이노절자와, 상기 높이조절자의 전방에 설치하여 액슬빔과 조향너클에 형성되는 킹핀홀에 깅핀을 삽입하고 분리하는 기능을 수행하는 킹핀조립자를 포함하여, 는 장점을 가진다.

킹핀, 조향너클, 액슬빔, 자동차, 킹핀홀

Description

자동차용 킹핀 조립장치{KINGPIN ASSEMBLY DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 킹핀 조립장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 액슬빔과 조향너클을 결합시키는 킹핀의 조립과 분해를 보다 용이하게 수행할 수 있도록 하는 킹핀 조립장치의 제공에 관한 것이다.

일반적으로 킹핀은 조향너클과 액슬빔을 연결하기 위한 핀으로서 통상 프론트액슬빔과 조향너클을 앞차축에 대하여 5∼8°의 기울기를 가지도록 설치되며, 작동과정 중 마멸방지를 위하여 크롬강 또는 특수강으로 만들어진다.

차륜의 조향 작동으로 진행방향이 바뀌도록 되어 있는 자동차는 바디 앞쪽에 횡방향으로 설치되는 액슬빔의 양단부에 조향너클을 킹핀으로 결합하여 구성하게 된다.

상기 액슬빔의 양단에는 상향 되는 I빔의 끝단에 킹핀홀을 가지는 너클연결구를 가지고, 상기 너클연결구와 치합되어 킹핀으로 단속되는 조향너클은 조향을 위한 타이로드 연결을 위한 너클암을 상부에 가지는 상부브라켓과 하부브라켓으로 구성되는 개략 ㄷ형상의 너클바디를 가진다.

상기 너클바디의 외측 방향으로는 차륜을 장착하기 위한 차축을 돌출시켜 구 성되며, 상,하부 브라켓에는 킹핀이 삽입될 수 있도록 킹핀홀을 각각 형성하여 구성하고 있다.

종래에는 상기와 같은 킹핀을 액슬빔과 조향너클을 연결하기 위하여 조립할 때에는 작업자가 망치 등의 도구를 이용하여 단순하게 때려 박은 후 킹핀의 상단부에 마감캡을 씌워 단속너트로 체결함으로서 완료하고 있는 실정이다.

상기와 같이 수작업에 의하여 킹핀을 액슬빔과 조향너클에 형성되는 킹핀홀에 강제로 박아 넣을 경우에는 처음부터 끝까지 균일한 압력에 의하여 삽입되지 못하고 망치 등으로 힘이 가하여질 때마다 다른 압력이 킹핀에 작용하는 것은 물론, 삽입위치 또한 정확하게 중심을 유지하지 못한 상태에 결합 되는 경우가 대부분이다.

이와 같이 정 위치에 균일한 압력으로 킹핀이 삽입되지 못함으로서 삽입 후 육안으로는 정상적인 결합상태를 유지하고 있으나, 실제로는 킹핀과 액슬빔 및 조향너클에 형성되는 킹핀홀과 전체에 걸쳐 고른 면 접촉상태를 유지하지 못하고 불규칙적으로 선접촉상태를 유지하게 된다.

이와 같이 킹핀과 액슬빔 및 조향너클이 선접촉 상태를 유지할 경우에는 차량이 주행과정에서 발생하는 진동 등에 의하여 킹핀이 제 위치를 찾아가게 되면서 유격이 발생하게 된다.

상기와 같이 실차 주행상태에서 킹핀과 액슬빔 및 조향너클과 유격 발생시에는 상당한 소음발생은 물론, 유격에 의한 충격으로 킹핀과 관련부품의 손상을 야기하는 것은 물론, 주행과정에서 액슬빔과 조향너클의 분해로 인하여 엄청난 사고를 유발하게 되는 문제점이 발생한다.

특히, 킹핀의 조립과 유지보수를 위한 분해 작업을 수작업에 의존하기 때문에 전체적인 조립성이 저하되어 생산성의 향상을 기대할 수 없는 것은 물론, 조립시마다 균일한 품질을 지속적으로 유지할 수 없고, 유지보수의 용이성을 제공할 수 없는 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서 자동차의 프론트에 설치되고 양단부에 상향 되는 I빔의 끝단에 너클연결구를 가지는 액슬빔과, 차축과 상,하부라켓을 가지는 너클바디를 포함하는 조향너클에 형성되는 킹핀홀에 킹핀을 조립하고 분해하기 위한 자동차용 킹핀 조립장치를 구성함에 있어서;

상기 조향너클을 결합하기 위한 액슬빔을 공급하는 이송라인의 양측에서 차종에 따른 액슬빔의 크기에 맞게 이송라인 방향으로 전,후진가능하게 설치하는 폭조절자와, 상기 폭조절자의 상방에 차종에 따른 높,낮이에 대응할 수 있도록 구비하는 높이노절자와, 상기 높이조절자의 전방에 설치하여 액슬빔과 조향너클에 형성되는 킹핀홀에 깅핀을 삽입하고 분리하는 기능을 수행하는 킹핀조립자를 포함하여,

킹핀의 조립을 기계적으로 수행하여 조립품질을 높여 킹핀홀과 킹핀이 면 접촉상태를 유지하여 실차 장착 상태에서도 유격발생을 최소화하여 고장이나 파손의 우려를 배제하고 유지보수를 위한 분리작업 또한 용이하게 수행할 수 있는 장점을 가진다.

본 발명은 킹핀을 액슬빔과 조향너클에 조립하고 분해하는 작업을 기계적으로 수행하도록 함으로서, 분해 조립 작업을 신속하게 수행하면서 조립 후 킹핀과 액슬빔 및 조향너클과 고른 면접촉을 유지할 수 있도록 함으로서 실차 주행과정에서 유격발생을 배제하여 안전한 주행성능 확보할 수 있도록 하는 것은 물론, 이상발생으로 킹핀의 분해를 신속하게 할 수 있어 유지보수의 용이성을 제공할 수 있어 전체적인 작업성을 향상시키셔 생산성을 극대화할 수 있는 등 기대되는 효과가 많은 발명이다.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치의 A - A선을 따라서 취한 단면도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치에 적용되는 높이조절자의 평단면도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치에 적용되는 킹핀조립자의 정면구성도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치에 적용되는 킹핀조립자의 배면구성도, 도 6은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치의 사용상태를 도시한 구성도로서 함께 설명한다.

본 발명에서는 자동차(상용차)의 프론트에 설치되고 양단부에 상향 되는 I빔(101)의 끝단에 너클연결구(102)를 가지는 액슬빔(103)과, 차축(104)과 상,하부 라켓(105,106)을 가지는 너클바디(107)를 포함하는 조향너클(108)에 형성되는 킹핀홀(109)에 킹핀(110)을 용이하게 결합할 수 있는 자동차용 킹핀 조립장치(100)를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 자동차용 킹핀 조립장치(100)는 조향너클(108)을 결합하기 위한 액슬빔(103)을 공급하는 이송라인(111)의 양측에서 차종에 따른 액슬빔(103)의 크기에 맞게 이송라인(111) 방향으로 전,후진가능하도록 폭조절자(120)를 지면에 설치한다.

상기 폭조절자(120)의 상방에는 차종에 따라 다른 높,낮이에 대응할 수 있도록 높이노절자(140)를 구비하고, 상기 높이조절자(113)의 전방에는 액슬빔(103)과 조향너클(108)에 형성되는 킹핀홀(109)에 깅핀(110)을 삽입하고 분리하는 기능을 수행하는 킹핀조립자(160)를 설치하여 구성한다.

상기 폭조절자(120)는 이송라인(111)과는 직각을 유지하여 일정 폭을 유지하여 지면(작업장 바닥)에 조절레일(121)를 고정하고, 상기 조절레일(121)의 상면에는 수평레일(122)을 설치한다.

상기 수평레일(122)에는 상방으로 서포터(123)를 돌출시킨 수평이동판(124)의 저면에 고정된 수평레일블럭(125)을 결합하고, 상기 수평이동판(124)의 중앙 저면으로 돌출되는 브라켓(126)에는 이동실린더(127)를 연결하여 수평이동판(124)과 이송라인(111)에 근접 및 이탈할 수 있도록 한다.

상기 높이조절자(140)는 서포터(123)의 양측에서 종 방향으로 수직레일(141)을 고정하고, 상기 수직레일(141)에는 수직레일블럭(142)을 고정한 수직이동판(143)을 구비한다.

상기 수직이동판(143)의 배면 중앙에는 스크류블럭(144)을 고정하여 서포터(123)의 상단에 회전 자유롭게 구비되는 조절핸들(145)과 연결되는 조절스크류(146)과 결합하여 조절핸들(145)에 의하여 상,하 방향으로 높,낮이 조절 가능하도록 구성한다.

상기 킹핀조립자(160)는 수직이동판(143)의 상,하측에는 한 쌍씩의 지지브라켓(161)을 연결하고, 상기 지지브라켓(161)에는 바 타입의 프론트가이드(162)와 리어가이드(163)를 연결한다.

상기 지지브라켓(161)은 킹핀(110)이 삽입되는 킹핀각(a)과 동일한 경사각(a1)를 가지고 이송라인(111) 방향으로 기울어지도록 하여 킹핀(110)과 액슬빔(103) 및 조향너클(108)에 형성되는 킹핀홀(109)이 동일선상(직선)의 위치를 가지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 프론트 및 리어가이드(162,163)의 상,하단에는 이송라인(111) 방향으로 돌출되는 삽입브라켓(165)과 분리브라켓(166)을 돌출시키고, 상기 삽입 및 분리브라켓(165,166)의 끝단에는 삽입실린더(167)와 분리실린더(168)를 설치한다.

상기 삽입 및 분리실린더(167,168)의 로드(169) 끝단에는 킹핀(110)을 가압하여 킹핀홀(109)에 삽입시키고, 삽입된 킹핀(110)을 킹핀홀(109)로부터 분리시키기 위한 삽입피스톤(170)와 분리피스톤(171)을 일체로 가지도록 하고, 상기 삽입 및 분리실린더(167,168)에는 킹핀(110)의 상,하단부를 안착시킬 수 있도록 안착홈(172)을 더 형성하여 삽입과 분리의 용이성을 제공할 수 있도록 함은 당연할 것이다.

상기 리어가이드(163)의 중간위치에 상측의 지지브라켓(161)과 삽입브라켓(165)의 후미를 연결하는 조절실린더(175)를 연결하여 삽입브라켓(165)을 상,하 방향으로 움직임 자유롭게 하여 킹핀(110) 분리시 삽입실린더(167)를 하강시키면서 분리되는 킹핀(110)을 받쳐줄 수 있도록 한다.

상기 삽입실린더(167)의 하방에는 로드셀(176)을 구비하여 킹핀(110)을 가압하기 위한 설정 값 이상의 압력이 감지되면 압입 작동을 중지하여 킹핀(110)은 물론 주변 품의 손상을 방지할 수 있도록 함은 당연할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치(100)의 작용에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

액슬빔(103)이 지그에 안착된 상태에서 이송라인(111)에 의하여 자동차용 킹핀 조립장치(100)로 근접하여 제 위치에서 정지하면, 자동차용 킹핀 조립장치(100)를 구성하는 폭조절자(120)에 의하여 이송라인(111)으로부터 후퇴하였던 높이조절자(140)와 킹핀조립자(160)를 전진시킨다.

상기 폭조절자(120)의 작동을 살펴보면 신장 상태에 있던 이동실린더(127)가 수축함으로서 수평이동판(124)을 이송라인(111) 방향으로 당기게 되고, 지면에 고정된 조절레일(121)의 상면에 설치된 수평레일(122)에 수평레일블럭(125)으로 결합된 수평이동판(124)은 자연스럽게 전진하게 되므로 높이조절자(140)와 킹핀조립자(160)를 전진시킬 수 있게 되는 것이다.

그런 후, 높이조절자(140)를 이용하여 킹핀조립자(160)를 정위치시켜 조립준 비를 완료하는 데, 액슬빔(103)과 조향너클(108)에 형성되는 킹핀홀(109)과 킹핀조립자(160)의 삽입 및 분리실린더(167,168)의 로드에 구비되는 삽입 및 분리피스톤(170,171)의 중심(P)을 일치시키도록 한다.

이때에는 정밀한 조절을 위하여 작업자가 서포터(123)의 상단에 결합된 조절핸들(145)을 정,역방향으로 움직이므로서 조절핸들(145)과 연결된 조절스크류(146)가 정,역회전하게 된다.

그러면, 조절스크류(146)와 결합 된 스크류블럭(144)을 가지는 수직이동판(143)이 서포터(123)에 고정된 수직레일(141)과 결합 된 수직레일블럭(142)에 의하여 상,하 방향으로 원하는 위치로 조절할 수 있게 되며, 상기 수직이동판(143)의 상,하측 양측에 지지브라켓(161)으로 유지되는 킹핀조립자(160)를 상,하 방향으로 미세하게 조절할 수 있게 되는 것이다.

물론, 이러한 조절은 동일규격일 경우에는 한 번의 세팅으로 재세팅하지 않아도 되며, 차종에 따라 액슬빔 등이 변경될 경우에는 세팅하여 두면 되며, 폭조절자(120)를 움직이는 이동실린더(127)와 킹핀조립자(160)의 삽입 및 분리실린더(167,168) 역시 차종 변경에 대응하여 움직이는 정도를 달리하게 되며, 이는 콘트롤러(미도시)에 의하여 세팅될 수 있음은 당연할 것이다.

이러한 상태에서 작업자 또는 공급수단에 의하여 킹핀(110)을 공급한 후 삽입실린더(167)를 작동시켜 킹핀(110)를 킹핀홀(109)에 가압함으로서 한번에 강제로 조립가능하게 된다.

상기와 같이 킹핀(110)을 조립하는 과정을 상세하게 살펴보면, 중심(P)이 일 치된 상태에서는, 분리실린더(168)의 하단부는 너클암(108)의 상면과 연접된 상태에 있고, 삽입실린더(167)는 킹핀(110)의 길이보다 하강한 상태에 있으며 삽입실린더(167)에 형성되는 안착홈(172)에 킹핀(110)의 하단부가 삽입되어 안착 되어 있는 상태가 된다.

이러한 상태에서 삽입실린더(167)를 작동시키면 로드(169)가 신장하면서 로드(169) 끝단에 구비되는 삽입피스톤(170)이 킹핀(110)의 저면에 형성된 홈과 치합되면서 킹핀(110)을 가압하면서 킹핀홀(109)로 삽입시켜 조립하게 되는 것이다.

상기 삽입실린더(167)에 의하여 킹핀(110)을 조립할 때에는 삽입실린더(167)의 저면에 더 구비되는 로드셀(176)에 의하여 삽입실린더(167)에 발생하는 압력(힘)이 실시간으로 감지되고, 이 압력이 미리 설정치 이상 감지되면 이상 발생을 배제할 수 있도록 삽입작동이 정지되도록 하게 되는 데, 통상 설정치 이상의 압력이 감지되기 전 킹핀(110)의 삽입이 완료되는 경우가 대부분이다.

그리고, 조립된 킹핀(110)의 유지보수를 위하여 분리하고자 할 경우에는 조립과는 반대로 삽입 및 분리실린더(167,168)를 킹핀(110)의 상,하측에 위치시켜 중심(P)을 일치시켜 조향너클(108)의 상,하면과 연접되도록 한 후 안착홈(172)에는 킹핀(110)의 상,하단부가 위치하도록 한다.

이러한 상태에 리어가이드(163)의 중간위치에서 상측의 지지브라켓(161)과 삽입브라켓(165)의 후미를 연결하고 있는 조절실린더(175)를 작동시켜 삽입실린더(167)를 설치한 삽입브라켓(165)을 하강시킴으로서 킹핀(110)이 삽입실린더(167)의 안착홈(172)이 안착 된 상태에서 하강시키면서 분리되는 킹핀(110)을 받쳐줄 수 있게 되는 것이다.

물론, 상기 조절실린더(175)는 킹핀(110)을 분리하고자 할 경우 초기에 최대한 상승한 상태로 위치시킨 후 분리실린더(168)에 의하여 킹핀(110)이 분리됨과 동시에 하강작동을 수행하여 삽입실린더(167)가 분리되는 킹핀(110)을 안착하여 하강할 수 있도록 함은 당연할 것이다.

상기와 같은 본 발명은 킹핀의 조립을 기계적으로 수행함으로서 조립된 상태가 균일하게 유지할 수 있는 것은 물론, 킹핀홀과 킹핀이 면 접촉상태를 유지하여 실차 장착 상태에서도 유격발생을 최소화하여 고장이나 파손의 우려를 배제할 수 있고, 유지보수를 위한 분리 또한 용이하게 수행할 수 있어 전체적인 생산성의 향상은 물론, 유지보수성을 높일 수 있는 장점을 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치의 A - A선을 따라서 취한 단면도.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치에 적용되는 높이조절자의 평단면도.

도 4는 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치에 적용되는 킹핀조립자의 정면구성도.

도 5는 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치에 적용되는 킹핀조립자의 배면구성도.

도 6은 본 발명의 기술이 적용된 자동차용 킹핀 조립장치의 사용상태를 도시한 구성도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

100; 킹핀 조립장치

103; 액슬빔

108; 조향너클

109; 킹핀홀

110; 킹핀

120; 폭조절자

124; 수평이동판

127; 이동실린더

140; 높이조절자

143; 수직이동판

146; 조절스크류

160; 킹핀조립자

167; 삽입실린더

168; 분리실린더

170; 삽입피스톤

171; 분리피스톤

Claims (5)

1. 자동차의 프론트에 설치되고 양단부에 상향 되는 I빔(101)의 끝단에 너클연결구(102)를 가지는 액슬빔(103)과;

   차축(104)과 상,하부라켓(105,106)을 가지는 너클바디(107)를 포함하는 조향너클(108)에 형성되는 킹핀홀(109)에 킹핀(110)을 조립하고 분해하기 위한 자동차용 킹핀 조립장치(100)를 구성함에 있어서;

   상기 조향너클(108)을 결합하기 위한 액슬빔(103)을 공급하는 이송라인(111)의 양측에서 차종에 따른 액슬빔(103)의 크기에 맞게 이송라인(111) 방향으로 전,후진가능하게 설치하는 폭조절자(120)와;

   상기 폭조절자(120)의 상방에 차종에 따른 높,낮이에 대응할 수 있도록 구비하는 높이노절자(140)와;

   상기 높이조절자(113)의 전방에 설치하여 액슬빔(103)과 조향너클(108)에 형성되는 킹핀홀(109)에 깅핀(110)을 삽입하고 분리하는 기능을 수행하는 킹핀조립자(160)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 킹핀 조립장치.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 폭조절자(120)는 이송라인(111)과 직각을 유지하여 일정 폭을 가지고 지면에 고정하는 조절레일(121)과;

   상기 조절레일(121)의 상면에 설치하는 수평레일(122)과;

   상기 수평레일(122)에 수평레일블럭(125)으로 결합 되는 수평이동판(124)과;

   상기 수평이동판(124)의 상방에 돌출시키는 서포터(123)와;

   상기 수평이동판(124)의 중앙 저면에 돌출되는 브라켓(126)과;

   상기 브라켓(126)과 연결되어 수평이동판(124)을 이송라인(111)에 근접 및 이탈시키는 이동실린더(127)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 킹핀 조립장치.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 높이조절자(140)는 서포터(123)의 양측에서 종 방향으로 고정하는 수직레일(141)과;

   상기 수직레일(141)과 수직레일블럭(142)으로 결합하는 수직이동판(143)과;

   상기 수직이동판(143)의 배면 중앙에 고정하는 스크류블럭(144)과;

   상기 서포터(123)의 상단에 회전 자유롭게 구비되어 스크류블럭(144)과 결합되어 수직이동판(143)을 상,하 방향으로 이동시키는 조절핸들(145)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 킹핀 조립장치.
4. 제 1 항에 있어서;

   상기 킹핀조립자(160)는 수직이동판(143)의 상,하측에 킹핀각(a)과 동일한 경사각(a1)를 가지도록 하여 액슬빔(103)과 조향너클(108)에 형성되는 킹핀홀(109)이 킹핀(110)과 동일선상의 위치를 가지도록 하여 한 쌍씩 연결하는 지지브라켓(161)과;

   상기 지지브라켓(161)에 연결하는 바 타입의 프론트가이드(162)와 리어가이드(163);

   상기 프론트 및 리어가이드(162,163)의 상,하단에 이송라인(111) 방향으로 돌출되게 고정하는 삽입브라켓(165)과 분리브라켓(166);

   상기 삽입 및 분리브라켓(165,166)의 끝단에 킹핀을 삽입하고 분리할 수 있도록 설치하는 삽입실린더(167)와 분리실린더(168);

   상기 삽입 및 분리실린더(167,168)의 로드(169) 끝단에 킹핀(110)을 가압하여 킹핀홀(109)에 삽입시키고, 킹핀홀(109)로부터 분리시키도록 구비하는 삽입피스톤(170)와 분리피스톤(171);

   상기 삽입 및 분리실린더(167,168)에 킹핀(110)의 상,하단부를 안착시켜 삽입과 분리를 용이하게 할 수 있는 안착홈(172)과;

   상기 삽입실린더(167)의 하방에 구비하여 설정 값 이상의 압력이 감지되면 삽입실린더(167)의 작동을 정지시키는 로드셀(176)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 킹핀 조립장치.
5. 제 4 항에 있어서;

   상기 리어가이드(163)의 중간위치 상측의 지지브라켓(161)과 삽입브라켓(165)의 후미에 연결하여 삽입브라켓(165)을 상,하 방향으로 움직이도록 하기 위한 조절실린더(175)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 킹핀 조립 장치.

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