KR20170094610A - 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 킹핀과 너클이 연결되는 부위에 진동저감을 위하여 그리스가 유동할 수 있는 구조를 구비한 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에 관한 것이다.
본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬은, 차량의 전륜이 설치된 너클(107)과 킹핀(108)을 통하여 연결되는 차량의 프런트 액슬에 있어서, 상기 프런트 액슬(105)과 상기 너클(107)을 관통하는 킹핀(108)과 상기 너클(107) 사이에는 윤활용 오일이 충전되도록 갭이 형성되고, 상기 킹핀(108) 또는 상기 너클(107) 증 적어도 어느 한 쪽에는, 둘레의 일부가 상기 킹핀(108) 또는 상기 너클(107)의 내부에 매설되고, 상기 킹핀(108)의 축방향과 평행한 축을 갖는 복수의 롤러(114)(115)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬{FRONT AXLE OF VEHICLE REDUCED VIBRATION}
본 발명은 킹핀과 너클이 연결되는 부위에 진동저감을 위하여 그리스가 유동할 수 있는 구조를 구비한 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에 관한 것이다.
도 1에는 차량, 특히 상용차에 적용되는 프런트 액슬과 스티어링휠의 연결구조가 도시되어 있다. 운전자가 스티어링휠(1)을 조작하면, 그 조타력은 컬럼샤프트(2)를 통하여 기어박스(3)로 전달되고, 유압 또는 모터의 구동력에 의해 조타력이 배가되어 드래그링크(4)를 통하여 타이로드(6)로 전달된다. 상기 타이로드(6)로 전달된 조타력은 액슬(5)에 회전가능하게 설치된 너클(7)을 회전시켜 차량의 전륜이 조향되도록 한다.
상기 액슬(5)과 상기 너클(7)이 연결되는 부위를 도 2을 통하여 상세히 살펴보면, 상기 액슬(5)과 상기 너클(7)은 킹핀(8)을 통하여 힌지연결된다. 상기 킹핀(8)은 상기 액슬(5)과 상기 너클(7)를 관통하여, 상기 너클(7)과 상기 액슬(5)의 원활한 회전으로 위하여 그리스(G)와 같은 윤활용 오일이 충전되는 구조를 갖는다. 즉, 상기 킹핀(8)의 상부는 어퍼커버(9)와 테이퍼 베어링(11) 사이에 형성된 공간에 그리스(G)가 충전되고, 상기 킹핀(8)의 하부에서는 상기 킹핀(8)의 하단과 로워커버(10) 사이에 형성된 공간에 그리스(G)가 충전되어 상기 액슬(5)에 대하여 상기 너클(7)의 회전시 마찰이 감소되도록 한다. 한편, 상기 그리스(G)의 누유를 방지하기 위해서 상기 액슬(5)이 연결되는 부위의 상부면과 하부면에는 씰(13)이 설치된다.
한편, 상기 킹핀(8)의 하부와 상기 너클(7)의 사이에는 킹핀부시(12)가 설치되는데, 상기 킹핀부시(12)는 주행중 조타와 범프 등과 같은 외력에 의해 마모되는 현상이 발생하고, 이로 인하여, 상기 킹핀부시(12)와 상기 킹핀(8) 사이에 갭이 발생하는 문제점이 있다. 상기 갭은 제동시 차량의 진동을 유방하며, 이는 상기 스티어링휠(1)로 전달되어 상기 스티어링휠(1)의 진동을 유발하는 문제점이 있다.
한편, 이를 방지하기 위해서 별도의 댐퍼를 상기 액슬(5)과 상기 너클(7) 사이에 설치하여 진동이 저감되도록 하고 있다. 그러나, 상기 댐퍼를 추가하기 위해서는 그만큼 원가의 상승을 유발할 뿐만 아니라, 상기 댐퍼를 설치하기 위한 공간의 확보해야 하는 또 다른 문제점이 있다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '자동차용 조향장치의 중심링크 댐핑구조'에 관한 기술이 개시되어 있다.
KR 20-1998-028515 U
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 조향시 너클과 킹핀 사이에 충전된 윤활용 오일이 유동하면서 진동이 저감되도록 한 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬 은, 차량의 전륜이 설치된 너클과 킹핀을 통하여 연결되는 차량의 프런트 액슬에 있어서, 상기 프런트 액슬과 상기 너클을 관통하는 킹핀과 상기 너클 사이에는 윤활용 오일이 충전되도록 갭이 형성되고, 상기 킹핀 또는 상기 너클 증 적어도 어느 한 쪽에는, 둘레의 일부가 상기 킹핀 또는 상기 너클의 내부에 매설되고, 상기 킹핀의 축방향과 평행한 축을 갖는 복수의 롤러가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 너클의 단부는 상하로 분기되어 상기 프런트 액슬의 단부의 상부면과 하부면을 지지하도록 배치되고, 상기 프런트 액슬 단부의 하부면을 지지하는 너클의 단부와 상기 킹핀의 하부 사이에 상기 롤러가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 너클과 상기 킹핀 사이에는 킹핀부시가 끼워지고, 상기 킹핀부시의 하단은 상기 너클의 저면에 끼워지는 로워커버와 이격되게 위치하며, 상기 롤러는 상기 킹핀부시의 하단과 상기 로워커버 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 롤러에는 둘레를 따라 상기 롤러의 표면으로부터 정해진 깊이로 형성된 그리스홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 롤러 중에서, 상기 킹핀에 설치된 롤러의 외측면의 일측은 상기 너클의 내측면에 접하고, 상기 너클에 설치된 롤러의 외측면의 일측은 상기 킹핀의 외측면에 접하는 것을 특징으로 한다.
상기 롤러는 상기 너클의 내부에 삽입되게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 너클의 내측면에는 간격을 두고 복수의 너클롤러홈이 형성되고, 상기 롤러는 상기 너클롤러홈에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 롤러는 상기 킹핀의 외측면에 삽입되게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 롤러는 상기 너클의 내측면과 상기 킹핀의 외측면에 번갈아 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 킹핀의 외측면에는 간격을 두고 복수의 킹핀롤러홈이 형성되고, 상기 롤러는 상기 킹핀롤러홈에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 롤러는 같은 간격으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 차량은 상용차인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에 따르면, 간단한 구조로, 조향시 너클의 회전방향과 반대방향으로 상기 너클과 킹핀 사이에 충전된 윤활용 오일이 이동하는 오일의 점성에 의해 진동이 감쇄되는 효과를 갖는다.
이와 같이, 상기 너클과 상기 킹핀 사이에 충전된 오일에 의해 진동이 감쇄되므로, 노면으로부터 스티어링휠로 전달되는 진동을 감쇄시켜, 상기 스티어링휠의 떨림을 방지할 수 있다.
도 1은 통상적인 차량의 프런트 액슬과 스티어링휠의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에서 너클과 액슬이 연결되는 부위를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에서 너클과 액슬이 연결되는 부위를 도시한 저면 사시도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에서 너클과 액슬에서 킹핀의 정면도 및 저면도.
도 5는 본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에서 너클과 액슬에서 너클의 저면 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에서 너클과 액슬에서 킹핀롤러/너클롤러의 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에서 너클과 액슬에서 킹핀롤러와 너클롤러가 설치된 상태를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에서 너클과 액슬에서 킹핀롤러와 너클롤러가 설치된 상태를 도시한 저면도.
도 9는 본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에서 너클과 액슬에서 너클이 회전된 상태를 도시한 저면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 본 발명에 따른 차량의 프런트 액슬에서 너클과 액슬은, 차량의 전륜이 설치된 너클(107)과 킹핀(108)을 통하여 연결되는 차량의 프런트 액슬에서, 상기 프런트 액슬(105)과 상기 너클(107)을 관통하는 킹핀(108)과 상기 너클(107) 사이에는 윤활용 오일이 충전되도록 갭이 형성되고, 상기 킹핀(108) 또는 상기 너클(107) 증 적어도 어느 한 쪽에는, 둘레의 일부가 상기 킹핀(108) 또는 상기 너클(107)의 내부에 매설되고, 상기 킹핀(108)의 축방향과 평행한 축을 갖는 복수의 롤러(114)(115)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
차량, 특히 상용차에서는 조향을 위하여, 전륜(前輪)의 액슬의 양단에 상기 전륜이 설치되는 너클(107)이 상기 액슬(105)의 단부과 킹핀(108)을 통하여 연결되는데, 상기 너클(107)과 상기 킹핀(108) 사이에 복수의 롤러(114)(115)를 설치한다.
상기 너클(107)의 단부는 상하로 분기되어 각각 상기 액슬(105) 단부의 상부면과 하부면과 중첩되어 지지하고, 상기 중첩된 부위는 상기 킹핀(108)이 상하로 관통하여 상기 너클(107)과 상기 액슬(105)이 연결되도록 한다.
상기 킹핀(108)은 중간부분이 상기 액슬(105)의 단부에 끼워지고, 상기 킹핀(108)의 상부와 하부는 각각 상기 너클(107)에 끼워지게 된다.
상기 킹핀(108)의 상부와 상기 너클(107) 사이에는 테이퍼 베어링(111)이 설치되고, 상기 너클(107)의 상단에는 상기 킹핀(108)의 상단과 이격되게 어퍼커버(109)가 끼워지고, 상기 너클(107)의 상부와 상기 킹핀(108)의 상부 사이에 형성된 공간에는 윤활용 오일, 예컨대 그리스(G)가 충전된다.
상기 킹핀(108)의 하부와 상기 너클(107)의 하부 사이에는 킹핀부시(112)가 삽입되어 상기 킹핀(108)의 하부와 상기 너클(107)의 내측면이 직접 접촉되지 않고. 갭이 형성되도록 한다. 상기 너클(107)의 하단에는 상기 킹핀(108)의 하단과 이격되게 로워커버(110)가 끼워지는데, 상기 로워커버(110)는 상기 킹핀부시(112)의 하단과도 이격되어 약간의 공간을 형성하며, 여기에도 윤활용 오일이 충전된다.
한편, 본 발명에서는 상기 킹핀(108)의 하부와 상기 너클(107)의 하부 사이에 상기 너클(107)의 회전시 상기 너클(107)의 회전에 대하여 상기 오일이 저항으로 작용할 수 있도록 하는 복수의 롤러(114)(115)가 설치된다. 상기 롤러(114)(115)는 상기 킹핀부시(112)의 하단과 상기 로워커버(110)의 사이에 설치된다.
상기 복수의 롤러(114)(115)는 상기 킹핀(108)의 축방향과 나란한 방향으로 축을 갖는 원기둥의 형태로 형성되고, 상기 롤러(114)(115)는 둘레 일부가 상기 킹핀(108)의 외측면 또는 상기 너클(107)의 내측면에 매설되고, 상기 롤러(114)(115)의 나머지 둘레는 상기 킹핀(108)의 하부와 상기 너클(107)의 하부 사이에 노출된다.
예컨대, 상기 복수의 롤러(114)(115)는 상기 킹핀(108)의 둘레를 따라 간격을 두고 설치되며, 상기 너클(107)의 내측면과 상기 킹핀(108)의 외측면에 번갈아 설치되는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 킹핀(108)에는 둘레를 따라 상기 킹핀(108)의 외측면에 간격을 두고 킹핀롤러홈(108a)이 형성되고, 상기 킹핀롤러홈(108a)에 킹핀롤러(114)의 일부가 매설된다.
한편, 상기 너클(107)에서도 내측면에 둘레를 따라 간격을 두고 너클롤러홈(107a)이 형성되고(도 5 참조), 상기 너클롤러홈(107a)에 너클롤러(115)의 일부가 매설된다.
상기 킹핀롤러(114)와 상기 너클롤러(115)는 동일한 형태를 갖되, 설치되는 부위에 따라 킹핀롤러(114)과 상기 너클롤러(115)로 구분될 수 있다.
상기 롤러(114)(115), 즉 상기 킹핀롤러(114)와 상기 너클롤러(115)의 둘레에는 상기 오일이 유동할 수 있도록, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 킹핀롤러(114) 또는 상기 너클롤러(115)의 외측면으로부터 정해진 깊이로 상기 킹핀롤러(114) 또는 상기 너클롤러(115)의 둘레를 따라 그리스홈(114a)(115a)이 형성된다.
상기 킹핀롤러(114)와 상기 너클롤러(115)는 서로 번갈아 배치되는 바, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 킹핀롤러(114)와 상기 너클롤러(115)가 2개씩 각각 180도의 간격으로 설치된 예가 도시되어 있다.
한편, 상기 킹핀롤러(114)는 외측면의 일측, 즉 상기 킹핀롤러홈(108a)으로부터 최대로 돌출된 부위가 상기 너클(107)의 내측면과 접하고, 상기 너클롤러(115)도 외측면의 일측, 즉 상기 너클롤러홈(107a)으로부터 최대로 돌출된 부위가 상기 킹핀(108)의 외측면과 접하도록 설치되는 것이 바람직하다. 상기 킹핀롤러(114)와 상기 너클롤러(115)가 각각 상기 너클(107)의 내측면과 상기 킹핀(108)의 외측면에 접함으로써, 상기 킹핀(108)과 상기 너클(107) 사이에서 오일이 충전되는 공간이 복수로 분할되고, 상기 너클(107)의 회전시 오일이 상기 그리스홈(114a)(115a)을 통행서만 유동하기 때문에 진동을 저감시킬 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬의 작용에 대하여 설명하기로 한다.
도 8에는 직진 주행시 너클(107)과 액슬(105)에 대하여 도시되어 있다.
이때, 상기 너클(107)과 상기 킹핀(108) 사이에서, 상기 킹핀롤러(114)과 상기 너클롤러(115)는 모두 초기 위치를 유지하고 있다.
만약, 조타를 위해, 운전자가 스티어링휠(1)을 조작하면, 상기 너클(107)이 상기 킹핀(108)을 중심으로 회전한다. 이때, 상기 너클(107)과 함께 너클롤러(115)도 회전하고, 상기 킹핀(108)과 상기 킹핀롤러(114)는 회전하지 않는다.
도 9에서와 같이, 상기 너클(107)이 A방향으로 회전하면, 상기 너클롤러(115)는 A방향으로 이동하게 되고, 상기 너클롤러(115)와 상기 킹핀롤러(114) 사이에 채워진 오일은 그 반대방향, 즉 B방향으로 유동하려고 한다. 이때, 상기 오일은 상기 너클롤러(115)의 그리스홈(115a)을 통해서 이동해야 하므로, 상기 오일의 점성에 의해 진동 저감 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 너클(107)이 A방향으로 회전함에 따라 일부 오일은 상기 너클롤러(115)에 의해 밀려서 상기 킹핀롤러(114)를 통과하려 하지만, 이때에서 상기 킹핀롤러(114)의 그리스홈(114a)을 통해서만 이동해야 하므로, 상기 오일의 점성에 의해 진동 저감효과를 얻을 수 있다.
즉, 조타에 의해 상기 너클(107)이 회전하는 경우, 상기 너클롤러(115)와 상기 킹핀롤러(114)에 의해서 오일이 압축되고, 압축된 오일은 상기 그리스홈(114a)(115a)을 통해서만 유동하게 되므로 진동을 감소시킬 수 있다.
1: 스티어링휠 2 : 컬럼샤프트
3 : 기어박스 4 : 드래그링크
5 : 액슬 6 : 타이로드
7 : 너클 8 : 킹핀
9 : 어퍼커버 10 : 로워커버
11 : 테이퍼 베어링 12 : 킹핀부시
13 : 씰 105 : 액슬
107 : 너클 107a : 너클롤러홈
108 : 킹핀 108a : 킹핀롤러홈
109 : 어퍼커버 110 : 로워커버
111 : 테이퍼 베어링 112 : 킹핀부시
114 : 킹핀롤러 114a : 그리스홈
115 : 너클롤러 115a : 그리스홈
G : 그리스

Claims (12)

  1. 차량의 전륜이 설치된 너클과 킹핀을 통하여 연결되는 차량의 프런트 액슬에 있어서,
    상기 프런트 액슬과 상기 너클을 관통하는 킹핀과 상기 너클 사이에는 윤활용 오일이 충전되도록 갭이 형성되고,
    상기 킹핀 또는 상기 너클 증 적어도 어느 한 쪽에는, 둘레의 일부가 상기 킹핀 또는 상기 너클의 내부에 매설되고, 상기 킹핀의 축방향과 평행한 축을 갖는 복수의 롤러가 설치되는 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 너클의 단부는 상하로 분기되어 상기 프런트 액슬의 단부의 상부면과 하부면을 지지하도록 배치되고,
    상기 프런트 액슬 단부의 하부면을 지지하는 너클의 단부와 상기 킹핀의 하부 사이에 상기 롤러가 설치되는 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 너클과 상기 킹핀 사이에는 킹핀부시가 끼워지고,
    상기 킹핀부시의 하단은 상기 너클의 저면에 끼워지는 로워커버와 이격되게 위치하며,
    상기 롤러는 상기 킹핀부시의 하단과 상기 로워커버 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 롤러에는 둘레를 따라 상기 롤러의 표면으로부터 정해진 깊이로 형성된 그리스홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 롤러 중에서,
    상기 킹핀에 설치된 롤러의 외측면의 일측은 상기 너클의 내측면에 접하고,
    상기 너클에 설치된 롤러의 외측면의 일측은 상기 킹핀의 외측면에 접하는 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 롤러는 상기 너클의 내부에 삽입되게 설치되는 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 너클의 내측면에는 간격을 두고 복수의 너클롤러홈이 형성되고,
    상기 롤러는 상기 너클롤러홈에 설치되는 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 롤러는 상기 킹핀의 외측면에 삽입되게 설치되는 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 롤러는 상기 너클의 내측면과 상기 킹핀의 외측면에 번갈아 설치되는 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 킹핀의 외측면에는 간격을 두고 복수의 킹핀롤러홈이 형성되고,
    상기 롤러는 상기 킹핀롤러홈에 설치되는 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 롤러는 같은 간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 차량은 상용차인 것을 특징으로 하는 진동저감이 가능한 차량의 프런트 액슬.
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