KR20190012753A - 너클 장치 - Google Patents

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KR20190012753A
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Abstract

너클 장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 너클 장치는: 휠베어링이 설치되는 너클부; 너클부에서 연장되고, 너클부와 일체로 형성되는 상부 토크암; 너클부에서 상부 토크암과 이격되게 연장되고, 너클부와 일체로 형성되는 하부 토크암; 및 상부 토크암, 너클부 및 하부 토크암에 일체로 연결되고, 캘리퍼에 결합되는 브릿지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

너클 장치{KNUCKLE APPARATUS}
본 발명은 너클 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 중량을 감소시키고, 차량의 조립 시간 및 조립 공수를 감소시킬 수 있는 너클 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 탑승자를 이동시키는 수단이다. 차량의 차륜에는 너클이 설치되고, 너클에는 쇽업쇼버, 타이로드 및 로어암이 각각 연결된다.
너클에는 토크멤버가 볼트 체결되고, 토크멤버에는 차륜의 디스크를 제동하도록 캘리퍼가 설치된다. 토크 멤버와 캘리퍼가 볼트 체결된 후 토크 멤버가 너클에 장착된다.
그러나, 종래에는 너클과 토크멤버가 개별적으로 제조된 후 조립되므로, 너클과 토크멤버의 체결 구조와 볼트 등에 의해 차량의 중량이 증가된다. 또한, 너클과 토크멤버를 조립하는 시간이 증가되고, 조립 공차가 증가될 수 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2012-0118337호(2012. 10. 26 공개, 발명의 명칭: 차량의 로워암과 너클의 결합 구조)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 중량을 감소시키고, 차량의 조립 시간 및 조립 공수를 감소시킬 수 있는 너클 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 너클 장치는: 휠베어링이 설치되는 너클부; 상기 너클부에서 연장되고, 상기 너클부와 일체로 형성되는 상부 토크암; 상기 너클부에서 상기 상부 토크암과 이격되게 연장되고, 상기 너클부와 일체로 형성되는 하부 토크암; 및 상기 상부 토크암, 상기 너클부 및 상기 하부 토크암에 일체로 연결되고, 캘리퍼에 결합되는 브릿지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 브릿지부는 상기 너클부 측을 향하여 볼록하게 라운드진 형태로 형성될 수 있다.
상기 브릿지부의 곡률반경은 중심부에서 양측으로 갈수록 증가될 수 있다.
상기 상부 토크암의 상기 너클부 측 부분과 상기 브릿지부 사이에는 상측 개구부가 형성되고, 상기 하부 토크암의 상기 너클부 측 부분과 상기 브릿지부 사이에는 하측 개구부가 형성될 수 있다.
상기 상부 토크암의 상기 너클부에 연결되는 부분, 상기 브릿지부의 상기 너클부에 연결되는 부분 및 상기 상부 토크암의 단부가 삼각 구조의 꼭지점에 배치되고, 상기 하부 토크암의 상기 너클부에 연결되는 부분, 상기 브릿지부의 상기 너클부에 연결되는 부분 및 상기 하부 토크암의 단부가 삼각 구조의 꼭지점에 배치될 수 있다.
상기 하부 토크암의 내측면과 상기 너클부의 둘레면을 연결하고, 상기 하부 토크암의 내측에서 돌출되도록 보강 리브가 형성될 수 있다.
상기 상부 토크암의 단부측과 상기 브릿지부의 상측을 연결하도록 상부 토션 보강부가 형성되고, 상기 상부 토션 보강부의 외측면은 상기 상부 토크암의 외측면 및 상기 브릿지부의 외측면과 동일 평면을 이룰 수 있다.
상기 하부 토크암의 단부측과 상기 브릿지부의 하측을 연결하도록 하부 토션 보강부가 형성되고, 상기 하부 토션 보강부의 외측면은 상기 하부 토크암의 외측면 및 상기 브릿지부의 외측면과 동일 평면을 이룰 수 있다.
본 발명에 따르면, 너클부에 상부 토크암, 브릿지부 및 하부 토크암이 일체로 연결되므로, 너클부에 상부 토크암, 브릿지부 및 하부 토크암을 연결하기 위해 별도의 체결볼트와 같은 체결부재를 사용하지 않아도 된다. 따라서, 차량의 중량을 감소시키고, 차량의 조립 시간 및 조립 공수를 감소시키며, 조립 공차가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 브릿지부가 너클부 측으로 향하여 볼록하게 라운드지게 형성되므로, 하중의 전달경로가 부드럽게 곡선 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 브릿지부의 특정 부위에 응력이 집중되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 브릿지부의 곡률반경이 중심부에서 양측으로 갈수록 증가되므로, 브릿지부를 캘리퍼에 보다 가깝게 설치할 수 있다. 따라서, 주변 부품에 너클 장치가 걸리지 않으면서도 캘리퍼의 지지 강성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 장치에서 토션이 가해지는 방향을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 장치의 외측을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 장치를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 너클 장치의 일 실시예를 설명한다. 너클 장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 장치에서 토션이 가해지는 방향을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 장치의 외측을 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 장치를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 장치(100)는 너클부(110), 상부 토크암(120), 하부 토크암(130) 및 브릿지부(140)를 포함한다.
너클부(110)에는 휠베어링(미도시)이 설치된다. 너클부(110)는 차륜(미도시)의 내측에 배치된다. 너클부(110)의 외측에는 브레이크 디스크(미도시)가 배치된다.
너클부(110)는 너클 바디(111), 제1 너클암(113), 제2 너클암(115) 및 제3 너클암(117)을 포함한다.
너클 바디(111)에는 휠베어링이 설치되도록 원형홀(미도시)이 형성된다. 너클 바디(111)는 대략 환형으로 형성된다. 너클 바디(111)에는 상부 토크암(120), 브릿지부(140) 및 하부 토크암(130)이 일체로 연결된다. 따라서, 너클 바디(111)에 상부 토크암(120), 브릿지부(140) 및 하부 토크암(130)을 연결하기 위해 별도의 체결볼트와 같은 체결부재를 사용하지 않아도 되므로, 차량의 중량을 감소시킬 수 있다. 또한, 차량의 조립 시간을 단축시키고, 조립 공차가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
제1 너클암(113)은 너클 바디(111)의 상측으로 연장되고, 쇽업쇼버(미도시)에 연결된다. 제1 너클암(113)에는 볼트가 삽입될 수 있도록 2개의 제1 체결홀(113a)이 형성된다.
제2 너클암(115)은 너클 바디(111)의 하측으로 연장되고, 로어암(미도시)에 연결된다. 제2 너클암(115)은 너클 바디(111)의 하측으로 경사지게 형성된다.
제3 너클암(117)은 제1 너클암(113)과 제2 너클암(115) 사이에서 너클 바디부(111)로부터 연장되고, 타이로드 엔드부(미도시)에 연결된다. 제3 너클암(117)은 제1 너클암(113)과 제2 너클암(115)의 중간 정도에 배치된다. 제3 너클암(117)에는 볼트가 삽입될 수 있도록 1개의 제3 체결홀(117a)이 형성된다.
상부 토크암(120)은 너클부(110)에서 연장되고, 너클부(110)와 일체로 형성된다. 상부 토크암(120)은 너클 바디(111)의 일측에서 상측으로 경사지게 연장된다. 상부 토크암(120)에는 차량의 후진시 또는 후진 제동시에 하중이 상대적으로 크게 걸린다.
하부 토크암(130)은 너클부(110)에서 상부 토크암(120)에 대향되게 연장되고, 너클부(110)와 일체로 형성된다. 하부 토크암(130)은 너클 바디(111)의 일측에서 하측으로 경사지게 연장된다. 하부 토크암(130)에는 차량의 전진시 또는 전진 제동시에 하중이 상대적으로 크게 걸린다.
하부 토크암(130)은 상부 토크암(120)에 의해 상대적으로 큰 하중이 걸리므로, 하부 토크암(130)의 두께가 상부 토크암(120)의 두께보다 크게 형성된다. 따라서, 상부 토크암(120)의 두께가 불필요하게 증가되는 것을 방지할 수 있으므로, 하부 토크암(130)과 상부 토크암(120)의 설계 강성을 유지하면서도 차량의 경량화를 도모할 수 있다.
브릿지부(140)는 상부 토크암(120), 너클부(110) 및 하부 토크암(130)에 일체로 연결되고, 캘리퍼(미도시)에 결합된다. 브릿지부(140)는 하중의 전달경로를 형성한다. 브릿지부(140)가 상부 토크암(120)과 너클부(110) 및 하부 토크암(130)를 따라 전달되는 하중의 전달경로의 강성을 증가시킨다. 따라서, 상부 토크암(120), 너클부(110) 및 하부 토크암(130)의 강성이 브릿지부(140)에 의해 보강됨과 아울러 전달 하중이 분산되므로, 차량에 필요한 강성을 유지하면서도 상부 토크암(120), 너클부(110) 및 하부 토크암(130)의 두께를 상대적으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 차량의 경량화를 도모할 수 있다.
브릿지부(140)는 너클부(110) 측을 향하여 볼록하게 라운드진 형태로 형성된다. 브릿지부(140)가 너클부(110) 측으로 향하여 볼록하게 라운드지게 형성되므로, 하중의 전달경로가 부드럽게 곡선 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 브릿지부(140)의 특정 부위에 하중이 집중되는 것을 억제할 수 있다.
브릿지부(140)의 곡률반경은 중심부에서 양측으로 갈수록 증가된다. 브릿지부(140)의 중심부의 곡률반경이 상대적으로 작게 형성되므로, 브릿지부(140)가 캘리퍼에 보다 가깝게 설치될 수 있다. 브릿지부(140)가 캘리퍼에 보다 가깝게 설치됨에 따라 너클 장치(100)가 주변 부품에 걸리지 않으면서도 캘리퍼를 지지하는 강성을 증가시킬 수 있다.
또한, 브릿지부(140)의 양측의 곡률반경이 중심부에 의해 크게 형성되므로, 브릿지부(140)의 양측이 직선에 가까워진다. 따라서, 브릿지부(140)의 양측이 상대적으로 큰 지지력에 의해 상부 토크암(120)과 하부 토크암(130)을 지지할 수 있다.
또한, 브릿지부(140)의 중심부의 곡률반경이 브릿지부(140)의 양측에 비해 작게 형성되므로, 상부 토크암(120)에서 전달되는 하중은 너클 바디(111)와 하부 토크암(130)으로 분산되고, 하부 토크암(130)에서 전달되는 하중은 너클 바디(111)와 상부 토크암(120)으로 분산될 수 있다.
상부 토크암(120)의 너클부(110) 측 부분과 브릿지부(140) 사이에는 상측 개구부(121)가 형성되고, 하부 토크암(130)의 너클부(110) 측 부분과 브릿지부(140) 사이에는 하측 개구부(131)가 형성된다. 상부 토크암(120)의 너클부(110) 측 부분은 상부 토크암(120)의 중심부를 기준으로 너클 바디(111) 측에 배치된 부분을 의미한다. 하부 토크암(130)의 너클부(110) 측 부분은 하부 토크암(130)의 중심부를 기준으로 너클 바디(111) 측에 배치된 부분을 의미한다. 상측 개구부(121)가 형성되는 부분과 하측 개구부(131)가 형성되는 부분은 하중의 주요 전달경로에서 벗어난 부분이므로, 상부 토크암(120)과 하부 토크암(130)의 강성을 확보하면서도 무게를 감소시킬 수 있다.
상부 토크암(120)의 너클부(110)에 연결되는 부분(U1), 브릿지부(140)의 너클부(110)에 연결되는 부분(U2) 및 상부 토크암(120)의 단부(U3)는 삼각 구조의 꼭지점에 배치된다. 상부 토크암(120), 너클부(110) 및 브릿지부(140)의 연결 구조가 삼각 구조의 꼭지점에 배치되므로, 상부 토크암(120), 너클부(110) 및 브릿지부(140)의 지지 강성을 증가시킬 수 있다.
하부 토크암(130)의 너클부(110)에 연결되는 부분(U4), 브릿지부(140)의 너클부(110)에 연결되는 부분(D2) 및 하부 토크암(130)의 단부(U5)가 삼각 구조의 꼭지점에 배치된다. 하부 토크암(130), 너클부(110) 및 브릿지부(140)의 연결 구조가 삼각 구조의 꼭지점에 배치되므로, 하부 토크암(130), 너클부(110) 및 브릿지부(140)의 지지 강성을 증가시킬 수 있다.
하부 토크암(130)의 내측면(140a)과 너클부(110)의 둘레면을 연결하고, 하부 토크암(130)의 내측에서 돌출되도록 보강 리브(135)가 형성된다. 보강 리브(135)는 너클 바디(111)의 둘레면에서 하부 토크암(130)의 단부 측으로 갈수록 높이가 낮아지도록 형성된다. 보강 리브(135)가 하부 토크암(130)과 너클부(110)의 둘레면을 연결하므로, 하부 토크암(130)의 지지 강성을 보강하고, 토션(torsion, 비틀림 모멘트)에 견디는 강성을 증가시킬 수 있다.
상부 토크암(120)의 단부측과 브릿지부(140)의 상측을 연결하도록 상부 토션 보강부(124)가 형성되고, 상부 토션 보강부(124)의 외측면(124b)은 상부 토크암(120)의 외측면(120b) 및 브릿지부(140)의 외측면(140b)과 동일 평면을 이루도록 형성된다. 상부 토션 보강부(124)는 차륜의 외측방향에서 상부 토크암(120)과 브릿지부(140)과 단차를 형성하지 않으므로, 상부 토크암(120)과 브릿지부(140)에 차량의 외측방향(도 3에서 반시계방향)으로 토션이 가해질 때에 응력이 가장 집중되는 상부 토크암(120)의 외측면(120b)의 강성을 보강할 수 있다.
또한, 상부 토션 보강부(124)의 내측면(124a)은 상부 토크암(120)의 내측면(120a)과 브릿지부(140)의 내측면(140a)과 단차지게 형성된다. 따라서, 상부 토션 보강부(124)가 단차지게 형성되는 만큼 너클 장치(100)의 중량이 감소될 수 있다.
하부 토크암(130)의 단부측과 브릿지부(140)의 하측을 연결하도록 하부 토션 보강부(134)가 형성되고, 하부 토션 보강부(134)의 외측면(134b)은 하부 토크암(130)의 외측면(130b) 및 브릿지부(140)의 외측면(140b)과 동일 평면을 이루도록 형성된다. 하부 토션 보강부(134)는 차륜의 외측방향에서 하부 토크암(130)과 브릿지부(140)와 단차를 형성하지 않으므로, 하부 토크암(130)과 브릿지부(140)에 차량의 외측방향으로 토션(도 3에서 반시계방향)이 가해질 때에 응력이 가장 집중되는 하부 토크암(130)의 외측면(130b)의 강성을 보강할 수 있다.
또한, 하부 토션 보강부(134)의 내측면(134a)은 하부 토크암(130)의 내측면(130a)과 브릿지부(140)의 내측면(140a)과 단차지게 형성된다. 따라서, 하부 토션 보강부(134)가 단차지게 형성되는 만큼 너클 장치(100)의 중량을 감소시킬 수 있다.
상부 토크암(120)의 단부에는 캘리퍼의 브레이크 패드(미도시)를 지지하도록 상부 패드 습동부(126)가 형성되고, 하부 토크암(130)의 단부에는 캘리퍼의 브레이크 패드를 지지하도록 하부 패드 습동부(136)가 형성된다. 상부 패드 습동부(126)와 하부 패드 습동부(136)는 차륜의 축방향과 나란하도록 형성된다. 캘리퍼의 브레이크 패드가 마모됨에 따라 브레이크 디스크(미도시) 양측의 브레이크 패드가 상부 패드 습동부(126)와 하부 패드 습동부(136)의 길이방향 중심부 측으로 이동된다.
상기와 같이, 너클부(110)에 상부 토크암(120), 브릿지부(140) 및 하부 토크암(130)이 일체로 연결되므로, 너클부(110)에 상부 토크암(120), 브릿지부(140) 및 하부 토크암(130)을 연결하기 위해 별도의 체결볼트와 같은 체결부재를 사용하지 않아도 된다. 따라서, 차량의 중량을 감소시키고, 차량의 조립 시간 및 조립 공수를 감소시키며, 조립 공차가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 브릿지부(140)가 너클부(110) 측으로 향하여 볼록하게 라운드지게 형성되므로, 하중의 전달경로가 부드럽게 곡선 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 브릿지부(140)의 특정 부위에 응력이 집중되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 브릿지부(140)의 곡률반경이 중심부에서 양측으로 갈수록 증가되므로, 브릿지부(140)를 캘리퍼에 보다 가깝게 설치할 수 있다. 따라서, 주변 부품에 너클 장치(100)가 걸리지 않으면서도 캘리퍼를 지지하는 강성을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 너클 장치 110: 너클부
111: 너클 바디 113: 제1 너클암
113a: 제1 체결홀 115: 제2 너클암
115a: 제2 체결홀 117: 제3 너클암
117a: 제3 체결홀 120: 상부 토크암
121: 상측 개구부 124: 상부 토션 보강부
126: 상부 패드 습동부 130: 하부 토크암
131: 하측 개구부 134: 하부 토션 보강부
135: 보강 리브 136: 하부 패드 습동부
140: 브릿지부

Claims (8)

  1. 휠베어링이 설치되는 너클부;
    상기 너클부에서 연장되고, 상기 너클부와 일체로 형성되는 상부 토크암;
    상기 너클부에서 상기 상부 토크암과 이격되게 연장되고, 상기 너클부와 일체로 형성되는 하부 토크암; 및
    상기 상부 토크암, 상기 너클부 및 상기 하부 토크암에 일체로 연결되고, 캘리퍼에 결합되는 브릿지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 너클 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 브릿지부는 상기 너클부 측을 향하여 볼록하게 라운드진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 너클 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 브릿지부의 곡률반경은 중심부에서 양측으로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 너클 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 토크암의 상기 너클부 측 부분과 상기 브릿지부 사이에는 상측 개구부가 형성되고,
    상기 하부 토크암의 상기 너클부 측 부분과 상기 브릿지부 사이에는 하측 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 너클 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 토크암의 상기 너클부에 연결되는 부분, 상기 브릿지부의 상기 너클부에 연결되는 부분 및 상기 상부 토크암의 단부가 삼각 구조의 꼭지점에 배치되고,
    상기 하부 토크암의 상기 너클부에 연결되는 부분, 상기 브릿지부의 상기 너클부에 연결되는 부분 및 상기 하부 토크암의 단부가 삼각 구조의 꼭지점에 배치되는 것을 특징으로 하는 너클 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 토크암의 내측면과 상기 너클부의 둘레면을 연결하고, 상기 하부 토크암의 내측에서 돌출되도록 보강 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 너클 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 토크암의 단부측과 상기 브릿지부의 상측을 연결하도록 상부 토션 보강부가 형성되고,
    상기 상부 토션 보강부의 외측면은 상기 상부 토크암의 외측면 및 상기 브릿지부의 외측면과 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 너클 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 토크암의 단부측과 상기 브릿지부의 하측을 연결하도록 하부 토션 보강부가 형성되고,
    상기 하부 토션 보강부의 외측면은 상기 하부 토크암의 외측면 및 상기 브릿지부의 외측면과 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 너클 장치.
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