KR20200031380A - 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물 - Google Patents

차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물이 개시된다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물은 너클과 로워암을 체결하는 체결구; 상기 체결구에 결합되는 부시 어셈블리; 상기 체결구에 결합되는 볼 베어링 및 상기 너클과 부시 어셈블리 사이에 결합되는 스러스트 베어링을 포함하여 구성된다.

Description

차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물 {FRICTION REDUCING STRUCTURE FOR CONNECTING LOWER ARM WITH KNUCKLE OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조타감 및 내구 품질을 향상시킬 수 있는 구조의 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 만드는 장치로서, 노면으로부터 충격을 완화시키는 섀시 스프링과, 섀시 스프링의 자유진동을 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽업소버 및 차량의 롤링을 방지하는 스태빌라이저 등으로 구성된다.
차량의 쇽업소버는 전륜휠에 연결된 컨트롤암(Control Arm)과 차체 사이에 설치된 프론트 쇽업소버와, 후륜휠에 연결된 리어크로스멤버(Rear Cross Member)와 차체 사이에 설치되는 리어쇽업소버로 구분된다.
상기 각 쇽업소버는 중앙에 피스톤로드(Piston Rod)가 구비되고, 피스톤로드 상부에는 피스톤로드 외부에 구비된 코일스프링과 쇽업소버바디를 지지하고 차체에 고정시키는 스트럿마운팅을 구비한다.
이와 같은 스트럿마운팅을 가진 쇽업소버는 휠과 프레임에 노면의 굴곡 및 경사 가속이나 제동 또는 선회에 따라 여러방향으로 발생하는 진동과 충격력을 흡수시킬 수 있게 하여 차체에 전달되는 충격력을 상쇄시켜 승차감을 증대시키도록 한다.
이러한 스트럿마운팅에는 중앙 하부에 범퍼 스토퍼(Bumper Stopper)와 피스톤로드를 구비하고, 피스톤로드의 표면에 먼지의 유입 및 흡착을 방지하기 위해 피스톤로드 외부에 더스트커버를 설치하여 구성된다.
또한 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 임의로 바꾸기 위한 장치로, 상기 조향장치는 조작기구와 조향기어장치 및 링크기구의 3가지 기구로 구성되어 있다.
여기서 링크기구는 상기 조향기어장치의 작동이 앞바퀴에 전달될 수 있도록 상기 피니언과 물려있는 랙(Rack)과, 상기 랙의 양쪽 끝에 설치된 타이로드(Tie Rod)와, 상기 타이로드의 끝단과 결합된 너클 암(Knuckle Arm) 등으로 구성된다. 상기 너클 암은 차륜의 중심이 되는 스티어링 너클과 연결되도록 설치된다.
따라서, 운전자가 상기 스티어링 휠을 조작하여 조작력이 상기 조향기어장치에 전달되면, 상기 조향기어징치의 피니언이 회전되고 이와 맞물린 상기 링크기구의 랙이 측방향으로 움직이게 된다.
한편 볼 조인트는 부품과 부품 사이를 3차원적으로 상대회전하게 연결시켜 주는 기계요소인 바, 이와 같은 볼 조인트는 통상 자동차의 현가장치에서 차체프레임의 양 선단 부위에 결합되는 어퍼 또는 로워아암의 선단부와, 너클의 선단부 사이를 연결시켜 주행중 이들 부품들 사이의 상대운동을 원활하게 해주는 역할을 수행한다.
종래에는 볼 조인트의 볼스터드 체결력 방향과 베어링 및 더스트커버 간 체결 방향이 불일치되어 변형될 가능성이 있고, 베어링 및 더스트커버 사이가 변형되어 볼스터드 내에 이물질이 투입될 경우에 품질이 급격히 저하되는 문제가 있다.
또한 너클 및 더스트커버 사이의 상대운동에 의한 마찰력에 의해 조타 성능 저하 및 내구 품질이 저하되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허출원 제 10-0809808 호
본 발명의 일 실시 예는 상기 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 조향 시 발생하는 너클 및 더스트커버의 마찰력을 상쇄시켜 조타감 및 내구 품질을 향상시킬 수 있는 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 너클과 로워암을 체결하는 체결구; 상기 체결구에 결합되는 부시 어셈블리; 상기 체결구에 결합되어 부시 어셈블리 내에 위치하는 볼 베어링 및 상기 너클과 부시 어셈블리 사이에 결합되는 스러스트 베어링을 포함할 수 있다.
상기 부시 어셈블리는 부시; 상기 부시 외부에 위치하는 부시 외부 파이프; 상기 부시 내부에 위치하는 부시 내부 파이프 및 이물 침입을 방지하는 부시 케이스를 포함할 수 있다.
상기 부시 내부 파이프 내부에는 볼 베어링이 압입될 수 있다.
상기 부시 내부 파이프 하단은 부시 케이스와 결합될 수 있다.
상기 부시 내부 파이프는 부시 외부 파이프의 길이보다 긴 구조일 수 있다.
상기 볼 베어링에는 체결구가 압입될 수 있다.
상기 스러스트 베어링은 너클과 부시 어셈블리의 부시 내부 파이프 사이에 결합될 수 있다.
상기 체결구는 볼트 및 너트일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 너클과 로워암을 체결하는 볼스터드; 상기 볼스터드에 결합되는 부시 어셈블리 및 상기 너클과 부시 어셈블리 사이에 결합되는 스러스트 베어링을 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물은 조타시 너클과 로워암 및 너클과 볼조인트 사이의 마찰력을 저감함으로써 조타감과 핸들링 성능 및 승차감을 향상시키고, NVH(Noise, Vibration, Harshness) 문제도 감소시키며, 원가 절감과 동시에 내구성도 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
또한 스러스트 베어링을 체결하기 위해 적용한 부시로 인해 로드에 의해 발생되는 진동을 절연하여 승차감을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물의 모식도이다.
도 2는 도 1의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물의 단면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물의 단면 모식도이다.
이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다.
또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물의 모식도이고, 도 2는 도 1의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물의 단면 모식도이다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물(1000)은 너클(10)과 로워암(20)을 체결하는 체결구(100), 상기 체결구(100)에 결합되는 부시 어셈블리(200), 상기 체결구(100)에 결합되어 부시 어셈블리(200) 내에 위치하는 볼 베어링(300) 및 상기 너클(10)과 부시 어셈블리(200) 사이에 결합되는 스러스트 베어링(400)을 포함하여 구성되어 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 부시 어셈블리(200)는 부시(210), 상기 부시(210) 외부에 위치하는 부시 외부 파이프(220), 상기 부시(210) 내부에 위치하는 부시 내부 파이프(230) 및 이물 침입을 방지하는 부시 케이스(240)를 포함하여 구성되어 있다.
본 발명에 따르면 상기 부시 내부 파이프(230) 내부에는 볼 베어링(300)이 압입되어 있고, 상기 볼 베어링(300)에는 체결구(100)가 압입되어 있다. 여기서 상기 체결구(100)는 볼트(102) 및 너트(104)로 구성될 수 있다.
또한 상기 부시 내부 파이프(230) 상단은 스트러스 베어링(400)과 결합되고, 상기 부시 내부 파이프(230) 하단은 부시 케이스(240)와 결합되어 있다. 여기서 상기 부시 케이스(240)는 부시 내부 파이프(230) 하단에 결합되어 있는 것으로 도시되었으나 부시(210), 부시 외부 파이프(220) 및 부시 내부 파이프(230)를 감싸는 케이스 형상도 가능하다.
한편 상기 부시 내부 파이프(230)는 부시 외부 파이프(220)의 길이보다 긴 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.
이러한 구조에서 상기 스러스트 베어링(400)은 너클(10)과 부시 어셈블리(200)의 부시 내부 파이프(230) 사이에 결합되어 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물의 단면 모식도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물(2000)은 너클(10)과 로워암(20)을 체결하는 볼스터드(101), 상기 볼스터드(101)에 결합되는 부시 어셈블리(200), 상기 볼스터드(101)에 결합되는 볼 베어링(300) 및 상기 너클(10)과 부시 어셈블리(200) 사이에 결합되는 스러스트 베어링(400)을 포함하여 구성되어 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 부시 어셈블리(200)는 부시(210), 상기 부시(210) 외부에 위치하는 부시 외부 파이프(220), 상기 부시(210) 내부에 위치하는 부시 내부 파이프(230) 및 이물 침입을 방지하는 부시 케이스(240)를 포함하여 구성되어 있다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하여 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 작동 관계를 기술하면 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물(1000)은 너클(10)과 로워암(20)을 체결하도록 체결구(100)를 이용하되, 상기 체결구(100)에는 부시 어셈블리(200)가 결합되어 너클(10)과 로워암(20)을 연결한다.
상기 부시 어셈블리(200)는 부시(210), 상기 부시(210) 외부에 위치하는 부시 외부 파이프(220), 상기 부시(210) 내부에 위치하는 부시 내부 파이프(230) 및 이물 침입을 방지하는 부시 케이스(240)를 포함하여 구성되어 있되, 상기 체결구(100)를 구성하는 볼트(102)가 볼 베어링(300)에 압입되도록 결합하고, 상기 볼 베어링(300)은 상기 부시 어셈블리(200)의 부시 내부 파이프(230)에 압입 결합한다. 상기 부시 내부 파이프(230)와 볼 베어링(300)이 압입된 상태에서 회전 가능하게 된다.
이러한 구조에서 상기 너클(10)과 상기 부시 어셈블리(200) 사이에는 스트러스 베어링(400)이 개재되어 있되, 상기 스트러스 베어링(400)은 너클(10)과 부시 어셈블리(200)의 부시 내부 파이프(230) 상단에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 스트러스 베어링(400)과 부시 내부 파이프(230)는 각각 치형이 형성되어 있으므로 체결 강건성이 확보되어 작동한다.
차량의 스티어링 기어는 스티어링 휠의 회전운동을 직진 운동으로 바꿈과 동시에 조향력을 증대시켜 링크 기구에 의하여 타이어의 방향을 변경시키는 장치로서, 구조에 따라 래크 앤드 피니언식 스티어링 기어, 웜 섹터식 스티어링 기어, 볼너트식 스티어링 기어로 분류되며, 각각 핸들을 돌리는 팔의 힘만으로 조향하는 매뉴얼 스티어링 기어와 유압 펌프의 동력을 이용이는 파워 스티어링 기어가 있으며, 이러한 스티어링 기어의 외부에는 연질재의 신축성을 갖는 더스트커버가 구비되어 외부의 먼지유입을 방지하고 있다.
본 발명에 따르면 조타시 너클과 볼조인트 사이의 마찰력을 스러스트 베어링을 이용하여 감소시킴과 아울러 종래의 마찰로 인해 발생되는 더스트커버의 열화 및 파손의 문제를 근본적으로 해결하고 있다.
따라서 본 발명에 따른 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물은 조타시 너클과 볼조인트 사이의 마찰력을 저감함으로써 조타감과 핸들링 성능 및 승차감을 향상시키고, NVH 문제도 감소시키며, 중량 및 원가 절감과 동시에 내구성과 품질도 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당 업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시 예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능함을 밝혀둔다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 또한 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어가 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되어야 한다. 더불어, 상술하는 과정에서 기술된 구성의 순서는 반드시 시계열적인 순서대로 수행될 필요는 없으며, 각 구성 및 단계의 수행 순서가 바뀌어도 본 발명의 요지를 충족한다면 이러한 과정은 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음은 물론이다.
10: 너클 20: 로워암
100: 체결구 101: 볼스터드
102: 볼트 104: 너트
200: 부시 어셈블리 210: 부시
220: 부시 외부 파이프 230: 부시 내부 파이프
240: 부시 케이스 300: 볼 베어링
400: 스러스트 베어링
1000, 2000: 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물

Claims (9)

  1. 너클과 로워암을 체결하는 체결구;
    상기 체결구에 결합되는 부시 어셈블리;
    상기 체결구에 결합되어 부시 어셈블리 내에 위치하는 볼 베어링; 및
    상기 너클과 부시 어셈블리 사이에 결합되는 스러스트 베어링;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부시 어셈블리는,
    부시;
    상기 부시 외부에 위치하는 부시 외부 파이프;
    상기 부시 내부에 위치하는 부시 내부 파이프; 및
    이물 침입을 방지하는 부시 케이스;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 부시 내부 파이프 내부에는 볼 베어링이 압입되는 것을 특징으로 하는 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 부시 내부 파이프 하단은 부시 케이스와 결합되는 것을 특징으로 하는 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 부시 내부 파이프는 부시 외부 파이프의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 볼 베어링에는 체결구가 압입되는 것을 특징으로 하는 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 스러스트 베어링은 너클과 부시 어셈블리의 부시 내부 파이프 사이에 결합되는 것을 특징으로 하는 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결구는 볼트 및 너트인 것을 특징으로 하는 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물.
  9. 너클과 로워암을 체결하는 볼스터드;
    상기 볼스터드에 결합되는 부시 어셈블리; 및
    상기 너클과 부시 어셈블리 사이에 결합되는 스러스트 베어링;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물.
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