KR20200070693A

KR20200070693A - 볼 클램핑 방식 스탭바 링크

Info

Publication number: KR20200070693A
Application number: KR1020180158118A
Authority: KR
Inventors: 김종원
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2020-06-18
Also published as: KR102575160B1

Abstract

본 발명의 볼 클램핑 방식 스탭바 링크(1)는 볼 스터드(30)의 스터드 볼(31)로 삽입된 고정 도구(100)와 연계된 볼 클램핑 장치(1-1)를 포함하고, 상기 볼 클랭핑 장치(1-1)로 링크 바(10)의 링크 엔드(10-1)에 결합된 볼 조인트(20)가 너트(80)의 체결시 발생되는 체결 회전 방향 자유도를 구속함으로써 볼 스터드(30)의 스터드 축(33)에 의한 동축 클램핑 구조에서 요구되던 이각부, 아웃터 헥사, 이너 헥사 등이 삭제되고, 너트 체결력의 볼 스터드 축력 전환으로 주변부 손상 없는 체결 작업 편리성과 동축 클램핑 구조 없는 레이아웃 유리함 및 강한 체결부 강성 형성이 가능한 특징을 갖는다.

Description

볼 클램핑 방식 스탭바 링크{Ball Clamping Type Stab Bar Link}

본 발명은 스탭바 링크에 관한 것으로, 특히 볼 스터드의 동축 클램핑 구조를 형성하지 않고서 조립작업이 이루어지는 볼 클램핑 방식 스탭바 링크에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치에 스탭바(Stab bar)와 스탭바 링크(Stab bar link)가 적용됨으로써 코너 선회 시 차량 쏠림에 대한 제어가 가능하다.

이러한 이유는 스탭바는 좌우 차륜쪽으로 이어지도록 서브 프레임을 따라 배열되고, 스탭바 링크는 좌우 차륜쪽에서 현가 암(로어 암 또는 어퍼 암)을 매개로 스탭바를 연결하기 때문이다.

특히 상기 스탭바 링크는 (1) 병진 운동 자유도는 0이고, (2) 회전 운동 자유도는 3이며, (3) 회전 운동 자유도는 있지만 각도는 제한적(요동각)이고, (4) 변형이 작은 특징을 갖추어야 하고, 이를 위해 상기 스탭바 링크는 스탭바와 연결을 위해 링크 바의 양 끝단으로 볼 조인트를 구비한다.

그러므로 스탭바와 스탭바 링크의 조합은 휠의 범프/리바운드(Bump/Rebound)시 한쪽부위(예, 좌측 차륜 연결부)의 꺾임에 따른 비틀림이 스탭 바를 통해 그 반대쪽부위(예, 우측 차륜 연결부)로도 전달시켜 차량의 롤 제어를 가능하게 한다.

국내공개특허 10-2007-0020929(2007.02.22)

하지만 상기 스탭 바 링크의 볼 조인트는 너트와 체결되는 볼 스터드로 구성됨으로써 너트 체결 작업시 볼 스터드 축방향 회전 자유도를 고려한 주의가 필요할 수밖에 없다.

이러한 이유는 링크바와 볼 스터드 및 너트를 이용한 스탭바 링크 조립 작업 중 너트 체결시 볼 스터드의 체결 회전 방향 자유도가 구속되지 않을 경우 너트 회전방향으로 볼 스터드가 같이 회전하고, 너트와 볼 스터드의 동시 회전은 체결력이 축력으로 전달되지 못해 체결 불가 상태로 되기 때문이다.

이로 인해 원활한 체결작업을 위해 볼 스터드의 회전 자유도 구속이 가능하도록 이각부, 아웃터 헥사, 이너 헥사 등이 동축을 이용하여 형성된 동축 클램핑 구조가 적용되고 있으나, 이 또한 하기와 같은 불편을 초래하고 있다.

일례로 이각 구조에선 이각부가 더스트 커버와 가까워 조립시 더스트 커버 손상이 발생한다. 또한 아웃터 헥사 구조에선 체결부 길이가 증대 되어 레이아웃에 불리하며, 체결시 전용 공구 필요하다. 그리고 이너 헥사 구조에선 체결부 강성이 낮으며, 체결시 전용 공구 필요하다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 볼 스터드의 볼 결합부위를 이용한 볼 클램핑 구조로 동축 클램핑 구조 없이도 너트 체결력이 볼 스터드 축력으로 완전하게 전달될 수 있고, 특히 조립공정에서 주변부 손상 없는 체결 작업 편리성과 동축 클램핑 구조 없는 레이아웃 유리함 및 강한 체결부 강성 형성이 가능한 볼 클랭핑 방식 스탭바 링크의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스탭바 링크는 링크 바, 상기 링크 바의 링크 엔드에 결합된 볼 조인트, 너트의 체결로 상기 볼 조인트에서 발생되는 체결 회전 방향 자유도가 구속되도록 고정 도구를 삽입할 수 있는 볼 클램핑장치가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 볼 클램핑 장치는 상기 볼 조인트에 내장되어진다. 상기 볼 클랭핑 장치는 상기 고정 도구가 삽입되도록 상기 볼 조인트에 형성된 회전 방향 자유도 구속 홀로 이루어진다.

바람직한 실시예로서, 상기 회전 방향 자유도 구속 홀은 상기 볼 조인트를 구성하는 볼 스터드의 스터드 볼에 뚫려진 스터드 볼 홀, 상기 스터드 볼을 지지하는 베어링에 뚫려진 베어링 홀, 상기 스터드 볼과 상기 베어링을 감싼 볼 케이스에 뚫려진 케이스 홀로 이루어진다.

바람직한 실시예로서, 상기 스터드 볼 홀과 상기 베어링 홀 및 상기 케이스 홀은 상기 고정 도구를 삽입하도록 직선으로 연결된다.

바람직한 실시예로서, 상기 회전 방향 자유도 구속 홀은 상기 볼 조인트를 구성하는 볼 스터드의 스터드 볼에 뚫려진 스터드 볼 홀, 상기 스터드 볼을 지지하는 베어링에 뚫려진 베어링 홀, 상기 베어링 홀에 끼워진 씰링 캡에 뚫려진 씰링 캡 홀, 상기 스터드 볼과 상기 베어링을 감싼 볼 케이스에 뚫려진 케이스 홀로 이루어진다.

바람직한 실시예로서, 상기 스터드 볼 홀과 상기 씰링 캡 홀 및 상기 케이스 홀은 상기 고정 도구를 삽입하도록 직선으로 연결된다.

바람직한 실시예로서, 상기 씰링 캡은 상기 씰링 캡 홀의 내주면으로 탄성력을 갖는 판막을 구비한다. 상기 판막은 다수개의 판막이 서로 교차되는 교차판막구조로 이루어진다. 상기 교차판막구조는 개개의 판막이 한쪽 방향으로 기울어져 형성된다.

이러한 본 발명의 스탭바 링크는 동축 클램핑 구조를 적용하지 않음으로써 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.

첫째, 볼 스터드의 볼 결합부위를 이용한 볼 클램핑 구조로 동축 클램핑 구조 없이도 너트 체결력이 볼 스터드 축력으로 완전하게 전달됨으로써 스탭바 링크 조립 공정이 용이해 진다. 둘째, 너트 체결 시 볼 조인트를 감싸는 부트를 포함한 주변 부 손상이 발생되지 않는다. 셋째, 이각부, 아웃터 헥사, 이너 헥사 등의 클램핑 구조를 볼 스터드의 동축에 적용하지 않음으로써 길이 증대가 불필요하므로 현가장치에 대한 레이아웃이 유리하다. 넷째, 너트 체결 후 볼 조인트의 체결 강성이 이너 헥사의 클램핑 구조와 동등 이상 확보된다.

도 1은 본 발명에 따른 볼 클램핑 방식 스탭바 링크의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 볼 조인트에 적용된 볼 클램핑 장치의 세부 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 볼 클램핑 장치를 이용한 볼 조인트와 너트 조립 고정이고, 도 4는 본 발명에 따른 볼 클램핑 장치의 내외부 차단 작용 상태이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 스탭 바 링크(1)는 볼 클램핑 장치(1-1), 링크 바(10), 볼 조인트(20), 부트(70) 및 너트(80)를 포함한다.

일례로 상기 볼 클램핑 장치(1-1)는 볼 조인트(20)에 내장된다. 특히 상기 볼 클랭핑 장치(1-1)는 링크 바(10)에 조립된 볼 조인트(20)를 너트(80)로 조립할 때 너트 체결력에 의한 회전 방향 자유도를 구속 시켜줌으로써 부트(70)를 포함한 주변 부 손상 없는 조립 작업의 편의성을 제공하여 준다. 나아가 상기 볼 클램핑장치(1-1)는 볼 조인트(20)의 내부에서 판막 구조를 형성함으로써 내부 그리스가 외부로 유실되는 것을 막아주면서 외부 이물질이 내부로 침투되지 못하도록 막아준다.

일례로 상기 링크 바(10)는 차폭에 맞는 소정 길이로 이루어지고, 좌우측 끝단을 좌,우측 링크 엔드(10-1A,10-1B)로 형성한 링크 엔드(10-1)를 구비한다. 상기 볼 조인트(20)는 링크 바(10)의 좌,우측 링크 엔드(10-1A,10-1B)의 각각에 결합되어 너트(80)로 체결됨으로써 링크 바(10)와 일체화된다. 상기 부트(70)는 링크 바(10)의 좌,우측 링크 엔드(10-1A,10-1B)에서 볼 조인트(20)를 감싸 외부 이물질 침투를 막아준다. 상기 너트(80)는 볼 조인트(20)가 링크 바(10)의 좌,우측 링크 엔드(10-1A,10-1B)의 각각에 결합된 상태를 고정시켜 준다.

그러므로 상기 링크 바(10), 상기 볼 조인트(20), 상기 부트(70) 및 상기 너트(80)는 통상적인 스탭 바 링크(1)의 구성요소이고, 스탭 바 링크(1)가 갖추어야 하는 (1) 병진 운동 자유도는 0이고, (2) 회전 운동 자유도는 3이며, (3) 회전 운동 자유도는 있지만 각도는 제한적(요동각)이고, (4) 변형이 작은 특징을 갖추어 스탭바 링크는 (1) 병진 운동 자유도는 0이고, (2) 회전 운동 자유도는 3이며, (3) 회전 운동 자유도는 있지만 각도는 제한적(요동각)이고, (4) 변형이 작은 특징을 제공한다.

한편 도 2를 참조하면, 상기 볼 클램핑 장치(1-1)의 상세 구성이 예시된다.

구체적으로 상기 볼 클램핑 장치(1-1)는 회전 방향 자유도 구속 홀, 볼 스터드(30), 베어링(40), 볼 케이스(50)로 구성된다.

일례로 상기 회전 방향 자유도 구속 홀은 케이스 홀(3), 베어링 홀(5), 스터드 볼 홀(7)로 이루어진다. 상기 케이스 홀(3)은 볼 케이스(50)에 형성되고, 상기 베어링 홀(5)은 베어링(40)에 형성되며, 상기 스터드 볼 홀(7)은 볼 스터드(30)에 형성된다.

일례로 상기 볼 스터드(30), 상기 베어링(40) 및 상기 볼 케이스(50)는 통상적으로 볼 조인트(20)를 구성하는 부품이다. 다만 상기 볼 스터드(30)는 스터드 축(33)의 끝단에서 구로 형성된 스터드 볼(31)에 스터드 볼 홀(7)이 뚫려지고, 상기 베어링(40)은 내/외륜을 관통하는 베어링 홀(5)이 뚫려지며, 상기 볼 케이스(50)는 케이스내부와 연통되는 케이스 홀(3)이 뚫려지는 차이가 있다. 특히 상기 스터드 축(33)은 스터드 볼 홀(7)의 길이가 스터드 축(33)을 관통하도록 뚫어져도 무방하나 스터드 축(33)의 중심 부위까지로 제한됨이 바람직하다.

그러므로 상기 볼 클램핑 장치(1-1)는 볼 스터드(30)의 스터드 볼(31)을 베어링(40)이 감싼 상태에서 볼 케이스(50)가 결합되면, 상기 회전 방향 자유도 구속 홀을 구성하는 케이스 홀(3), 베어링 홀(5), 스터드 볼 홀(7)이 직선으로 연결되어 연통되는 구조를 형성한다.

또한 상기 볼 클램핑 장치(1-1)는 회전 방향 자유도 구속 홀, 볼 스터드(30), 베어링(40), 볼 케이스(50) 및 씰링 캡(60)으로 구성될 수 있다.

이 경우 상기 볼 클램핑 장치(1-1)는 회전 방향 자유도 구속 홀이 상기 씰링 캡(60)을 이용한다. 즉, 상기 씰링 캡(60)은 씰링 캡 홀(5-1)을 형성하고, 상기 씰링 캡(60)은 베어링(40)의 베어링 홀(5)에 끼워져 베어링(40)과 일체화됨으로써 상기 씰링 캡 홀(5-1)은 베어링 홀(5)을 메워줌으로써 베어링 홀(5) 대신 케이스 홀(3)과 스터드 볼 홀(7)을 연통시켜준다.

특히 상기 씰링 캡(60)은 씰링 캡 홀(5-1)의 내주면으로 탄성력을 갖는 판막(60-1)을 형성하고, 상기 판막(60-1)은 다수개의 판막이 서로 교차되는 교차판막구조를 형성한다. 또한 상기 교차판막구조는 개개의 판막이 한쪽 방향(즉, 베어링(40)을 향하는 안쪽 방향)으로 기울어져 형성된다.

그러므로 상기 회전 방향 자유도 구속 홀은 케이스 홀(3), 베어링 홀(5), 씰링 캡 홀(5-1), 스터드 볼 홀(7)로 이루어진다. 따라서 상기 볼 클램핑 장치(1-1)는 볼 스터드(30)의 스터드 볼(31)을 씰링 캡(60)이 결합된 베어링(40)이 감싼 상태에서 볼 케이스(50)가 결합되면, 상기 회전 방향 자유도 구속 홀을 구성하는 케이스 홀(3), 씰링 캡 홀(5-1), 스터드 볼 홀(7)이 직선으로 연결되어 연통되는 구조를 형성한다.

한편 도 3을 참조하면, 링크 바(10)의 좌,우측 링크 엔드(10-1A,10-1B)로 결합된 볼 조인트(20)에 너트(80)를 조립할 때 볼 클램핑 장치(1-1)의 회전 방향 자유도 구속 홀에 의해 볼 스터드(30)의 회전 방향 자유도가 구속되는 상태가 예시된다.

도시된 바와 같이, 케이스 홀(3), 씰링 캡 홀(5-1), 스터드 볼 홀(7)이 직선으로 연통된 상태에서 고정 도구(100)를 케이스 홀(3)로 끼워 씰링 캡 홀(5-1)을 거쳐 스터드 볼 홀(7)까지 삽입하여 준다.

이어 볼 스터드(30)의 스터드 축(33)에 형성된 나사를 통해 너트(80)를 체결한다. 이때 상기 너트(80)의 체결에 따른 볼 스터드(30)의 체결 회전 방향 자유도가 회전 방향 자유도 구속 홀에 끼워진 고정 도구(100)로 인해 구속된다. 그러므로 상기 너트(80)의 체결력이 스터드 축(33)의 축력으로 전달됨으로써 원만한 체결이 이루어진다.

이후 너트체결이 완료된 후 고정 도구(100)를 제거한다.

계속해서 링크 바(10)의 좌,우측 링크 엔드(10-1A,10-1B)에 조립된 볼 조인트(20)의 부위를 부트(70)로 감싸줌으로써 도 4와 같이 스탭 바 링크(1)의 조립을 완료한다.

이와 같이 스탭 바 링크(1)의 조립이 볼 스터드(30)의 스터드 축(33)에 이각부, 아웃터 헥사, 이너 헥사 등을 형성하지 않고서도 원활하게 이루어질 수 있다.

한편 도 4를 참조하면, 상기 볼 클램핑 장치(1-1)를 구성하는 씰링 캡(60)의 작용이 예시된다.

도시된 바와 같이, 상기 씰링 캡(60)은 씰링 캡 홀(5-1)에 다수개의 판막이 서로 교차된 교차판막구조의 판막(60-1)을 구비하고, 상기 판막(60-1)은 베어링(40)을 보호하도록 볼조인트 내부에 충진된 그리스가 베어링(40)에서 볼 케이스(50)의 외부로 유실되는 것을 막아주면서 볼 케이스(50)를 통해 외부 이물질이 베어링(40)쪽으로 침투되지 못하도록 막아준다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 볼 클램핑 방식 스탭바 링크(1)는 볼 스터드(30)의 스터드 볼(31)로 삽입된 고정 도구(100)와 연계된 볼 클랭핑 장치(1-1)를 포함하고, 상기 볼 클램핑 장치(1-1)로 링크 바(10)의 링크 엔드(10-1)에 결합된 볼 조인트(20)가 너트(80)의 체결시 발생되는 체결 회전 방향 자유도를 구속함으로써 볼 스터드(30)의 스터드 축(33)에 의한 동축 클램핑 구조에서 요구되던 이각부, 아웃터 헥사, 이너 헥사 등이 삭제되고, 너트 체결력의 볼 스터드 축력 전환으로 주변부 손상 없는 체결 작업 편리성과 동축 클램핑 구조 없는 레이아웃 유리함 및 강한 체결부 강성 형성이 가능하다.

1 : 스탭 바 링크 1-1 : 볼 클램핑 장치
3 : 케이스 홀 5 : 베어링 홀
5-1 : 씰링 캡 홀 7 : 스터드 볼 홀
10 : 링크 바 10-1 : 링크 엔드
10-1A,10-1B : 좌,우측 링크 엔드
20 : 볼 조인트 30 : 볼 스터드
31 : 스터드 볼 33 : 스터드 축
40 : 베어링 50 : 볼 케이스
60 : 씰링 캡 60-1 : 판막
70 : 부트 80 : 너트
100 : 고정 도구

Claims

링크 바,
상기 링크 바의 링크 엔드에 결합된 볼 조인트,
너트의 체결로 상기 볼 조인트에서 발생되는 체결 회전 방향 자유도가 구속되도록 고정 도구를 삽입할 수 있는 볼 클램핑 장치;
가 포함되는 것을 특징으로 하는 스탭 바 링크.
청구항 1에 있어서, 상기 볼 클램핑 장치는 상기 볼 조인트에 내장되어진 것을 특징으로 하는 스탭 바 링크.
청구항 1에 있어서, 상기 볼 클램핑 장치는 상기 고정 도구가 삽입되도록 상기 볼 조인트에 형성된 회전 방향 자유도 구속 홀로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스탭 바 링크.
청구항 3에 있어서, 상기 회전 방향 자유도 구속 홀은 상기 볼 조인트를 구성하는 볼 스터드의 스터드 볼에 뚫려진 스터드 볼 홀, 상기 스터드 볼을 지지하는 베어링에 뚫려진 베어링 홀, 상기 스터드 볼과 상기 베어링을 감싼 볼 케이스에 뚫려진 케이스 홀로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스탭 바 링크.
청구항 4에 있어서, 상기 스터드 볼 홀과 상기 베어링 홀 및 상기 케이스 홀은 상기 고정 도구를 삽입하도록 직선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 스탭 바 링크.
청구항 3에 있어서, 상기 회전 방향 자유도 구속 홀은 상기 볼 조인트를 구성하는 볼 스터드의 스터드 볼에 뚫려진 스터드 볼 홀, 상기 스터드 볼을 지지하는 베어링에 뚫려진 베어링 홀, 상기 베어링 홀에 끼워진 씰링 캡에 뚫려진 씰링 캡 홀, 상기 스터드 볼과 상기 베어링을 감싼 볼 케이스에 뚫려진 케이스 홀로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스탭 바 링크.
청구항 6에 있어서, 상기 스터드 볼 홀과 상기 씰링 캡 홀 및 상기 케이스 홀은 상기 고정 도구를 삽입하도록 직선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 스탭 바 링크.
청구항 6에 있어서, 상기 씰링 캡은 상기 씰링 캡 홀의 내주면으로 탄성력을 갖는 판막을 구비하는 것을 특징으로 하는 스탭 바 링크.
청구항 8에 있어서, 상기 판막은 다수개의 판막이 서로 교차되는 교차판막구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스탭 바 링크.
청구항 9에 있어서, 상기 교차판막구조는 개개의 판막이 한쪽 방향으로 기울어져 형성되는 것을 특징으로 하는 스탭 바 링크.