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KR100526849B1 - 자동차 현가장치를 위한 링크 조립체 - Google Patents

자동차 현가장치를 위한 링크 조립체 Download PDF

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KR100526849B1
KR100526849B1 KR10-2003-7000596A KR20037000596A KR100526849B1 KR 100526849 B1 KR100526849 B1 KR 100526849B1 KR 20037000596 A KR20037000596 A KR 20037000596A KR 100526849 B1 KR100526849 B1 KR 100526849B1
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bore
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제럴드디. 닉커슨
마이클티. 버자와
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맥린-포크 컴퍼니
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Abstract

본 발명은 자동차 현가장치(vehicle suspension system, 10)에서 서스펜션 암(suspension arm, 16)과 스태빌라이저 크랭크 암(stabilizer crank arm, 15)을 연결하기 위한 링크 조립체(link assembly, 20)에 관한 것이다. 링크 조립체(20)는 돔형태의 단부(61,62)를 갖는 배럴 모양의 스페이서(spacer, 30)를 포함한다. 스페이서 몸체(60)는 스터드 샤프트 또는 볼트(25)를 수용하는 축방향 보어(68)를 갖는다. 스페이서(30)는 크랭크 암(15)과 서스펜션 시스템 암(16)의 간격을 띄운다. 샤프트의 단부에 있는 그로멧(grommet, 27,31)은 스페이서(30)에 대해서 암(15,16)을 탄성적으로 고정시킨다.

Description

자동차 현가장치를 위한 링크 조립체{LINK ASSEMBLY FOR AUTOMOTIVE SUSPENSION SYSTEM}
본 발명은 자동차 현가장치(vehicle suspension system)에 관한 것인데, 더욱 상세하게는 현가장치(suspension system)에서 스태빌라이저 바 커넥터(stabilizer bar connector)에 관한 것이다.
자동차(motor vehicle)는 도로의 충격 및 다른 진동(vibration)을 흡수하고, 더욱 부드럽고 편안한 주행을 제공하도록 단독 현가장치(independent suspension system)가 구비되어진다. 이러한 종류의 현가장치(suspension system)에서, 스태빌라이저 바(stabilizer bar)는 자동차의 스티어링 안정성(steering stability)을 개선하고 롤 강성(roll rigidity)을 증가시키도록 일반적으로 일체화되어진다. 통상적으로, 스태빌라이저 바(stabilizer bar)는 각각의 단부에 크랭크 암(crank arm)이 제공되어진, 자동차를 가로횡단하는 토션로드(torsion rod)이다. 상기 로드(rod)는 각각의 크랭크 암(crank arm)에 인접한 차량의 몸체부로부터 회전가능하게 지지되어지며, 각각의 크랭크 암은 커넥터 링크 조립체(connector link assembly)에 의해서 서스펜션 암(suspension arm)에 결합되어진다.
자동차가 구르도록 하는 힘을 발생시켜야 한때, 크랭크 암(crank arm)은 로드의 길이방향 축(longitudinal axis)에 대해서 회동(pivot)한다. 크랭크 암을 통하여 발생되어지는 비틀림 힘(torsion force)은 자동차의 서스펜션 암을 정상상태(normal position)로 돌아가도록 한다. 이러한 형태의 스태빌라이저 바(stabilizer bar)는, 코너링(cornering)으로 인하여 한 쌍의 왼쪽 및 오른쪽 휠의 높이가 서로 다르게 될 때, 자동차의 몸체가 스태빌라이저 바의 비틀림 저항(torsional resistance)에 의해서 어느 한 측면에 대해서 과도하게 롤링(rolling)되거나 기울여지는 것을 방지하도록 작동한다.
토션바 크랭크 암(torsion bar crank arm)을 자동차 몸체 및 서스펜션 암(suspension arm)에 연결하는 링크 조립체(link assembly)는, 볼트타입 조립체(bolt-type assembly) 또는 스터드타입 조립체(stud-type assembly)의 두 가지 카테고리 중 하나로 된다. L트 타입에 있어서는, 적당한 크기의 볼트가 스태빌라이저 암을 자동차의 서스펜션 암에 연결하기 위하여 사용되어진다. 볼트 상의 유연성 있는 부싱(bushing) 또는 그로멧(grommet)은 자동차의 서스펜션 암과 스태빌라이저 바 암(stabilizer bar arm)의 외부면과 연결된다. 한쌍의 유사한 형상의 그로멧(grommet)은 각각의 차량요소의 내부면과 연결되고, 볼트의 샤프트(shaft) 상에 설치되어진 실린더형 슬리브(cylindrical sleeve)에 의해서 일정한 거리에서 유지되어지는 한쌍의 내부와셔(inner washer)와 연결된다.
스터드-타입의 조립체(assembly)는 볼트타입과 실질적으로 같지만, 그러나 스터드의 양쪽 단부 상에 리테이너 너트(retainer nut)의 사용을 필요로 하는 두개의 나사형 단부(threaded end)를 포함한다.
지난 십년동안 서스펜션 링크 조립체(suspension link assembly)는 현저하게 개선되어져 왔다. 이러한 개선의 실례는 Schwartz 등의 미국특허 제5,551,722호에서 공지되어 있다. 그러나, 산업은 좀 더 간단하고, 더욱 견고하며 저렴한 부품을 찾는 노력이 계속되어 왔다. 이러한 노력은 다른 구성요소 뿐만 아니라 서스펜션 링크(suspension link)에도 적용된다.
도 1은 본 발명의 특징을 채택하는 링크 조립체(link assembly)의 사용을 도시하는, 자동차의 현가장치(vehicle suspension system)의 일부를 도시한 모습
도 2는 현가장치를 제거한 상태, 즉 판매되어 시스템에 장착되기 전의 상태인, 도 1의 링크 조립체의 분해도
도 3은 링크 조립체(link assembly)를 위한 그로멧(grommet)과 와셔(washer)의 서브 조립체의 측면도
도 4는 본 발명의 특징을 채택하는 스페이서(spacer)의 사시도
도 5는 도 4에서 도시된 스페이서의 단부모습
도 6은 도 5의 선 6-6을 따라서 취해진 스페이서의 횡단면도
도 7은 링크 조립체(link assembly)를 위한 그로멧(grommet), 와셔(washer) 그리고 볼트(bolt)의 서브 조립체의 측면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 현가장치 15 : 스태빌라이저 바 크랭크 암
20 : 링크 조립체 25 : 육각헤드 볼트
26 : 내부와셔 27 : 돔형태 그로멧
30 : 스페이서 31 : 외부 돔형태 그로멧
32 : 외부와셔 33 : 육각너트
본 발명의 목적은 자동차 현가장치(vehicle suspension system)에 대한 개선된 링크 조립체(link assembly)를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 현존하는 링크 조립체(link assembly)보다 더욱 간단하면서도 비싸지 않은 링크 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 현존하는 링크 조립체보다 제작하고 설치하기가 더욱 용이한 링크 조립체를 제공하는 것이다.
전술한 목적과 다른 목적들은, 샤프트(shaft)의 한쪽 단부는 육각헤드(hexagon head)를 가지고 다른쪽 단부는 나사형 부분(threaded section)을 가지는 볼트로 구성된 스태빌라이저 링크 조립체(stabilizer link assembly)에서 구현되어진다. 상기 조립체(assembly)는 6개의 다른 부품으로 구성된다. 첫째로, 와셔(washer)가 돔-형태의 그로멧(grommet)의 편평한 베이스 내에 형성된 고리모양의 그루브(annular groove) 내에 삽입되어진다. 다름으로, 미리 조립된 그로멧(grommet)과 와셔는 볼트 샤프트의 나사형 단부(threaded end)에 걸쳐서 끼워지고 볼트 헤드에 대해서 놓여진다. 그 다음, 볼트를 위하여 그 안에 구멍(hole)을 가진 플랫바 세그먼트(flat bar segment)의 형태를 일반적으로 취하게 되는 스태빌라이저 바의 크랭크 암(crank arm)은 나사형 단부에 걸쳐서 끼워지고 그로멧의 돔형태의 단부에 대해서 안착되어진다.
여기서, 본 발명의 특징을 채택하는 스페이서(spacer)는 볼트 샤프트의 나사형 단부에 끼워진다. 스페이서 몸체는 돔형 단부를 가지는 드럼(drum) 모양으로 된, 폴리우레탄(polyurethane)이 선호되는 중합체 물질(elastomeric material)로 만들어진다. 재료, 형태 그리고 벽 두께의 조합은, 비록 재료 그 자체는 약간 탄성적이더라도, 드럼을 축방향으로 견고하게 만든다. 스페이서(spacer)를 통한 실린더형 보어(cylindrical bore)는 보어 샤프트의 직경보다 약간 더 큰 직경이다. 그러나, 보어는 세 개의 약간 돌출된 표면을 가지는데, 조립되는 동안 스페이서를 제 위치에 고정시키고 샤프트와 억지 끼워맞춤을 한다. 돔형태의 단부는 스태빌라이저 바 세그먼트에 대해서 안착된다.
스페이서가 제 위치에 놓인 후, 자동차의 서스펜션 암(suspension arm)은 조립체(assembly)에 연결되어진다. 볼트를 위하여 그 내부에 구멍(hole)을 가지는 플랫 바 세그먼트(flat bar segment)의 형태를 일반적으로 취하는 암(arm)은 나사형 단부(threaded end)에 끼워지고 스페이서의 다른 돔형 단부에 대해서 안착된다.
다음으로, 또 다른 돔형태의 그로멧(grommet)은 와셔(washer)에 미리 조립되어진다. 상기 와셔는 이에 이미 결속된 육각 너트(hexagon nut)를 가진다. 조립된 그로멧(grommet), 와셔 그리고 너트들은 볼트 샤프트의 나사형 단부(threaded end)에 끼워지고 서스펜션 바 세그먼트에 대해서 끼워진다. 너트가 멈추어지는 나사의 단부에 도달할 때까지, 너트는 볼트 샤프트 나사 상으로 끼워진다.
스페이서(spacer)는 축방향으로 강성인 것으로 기술되어지나, 그로멧(grommet)은 실질적으로 더욱 탄성이다. 이러한 점에서, 이들은 고무 또는 이와 유사한 것으로 몰딩되어지고, 스페이서에 대해서 암(arm)을 탄성적으로 고정시킨다.
도 1과 관련하여, 자동차 현가장치(suspension system)의 한 부분이 도면부호 (10)으로 표시되어 있다. 도시된 현가장치(suspension system)의 부분은, 본 발명에 따른 링크 조립체(link assembly, 20)에 의해서 연결되어진, 스태빌라이저 바 크랭크 암(stabilizer bar crank arm, 15)과 서스펜션 암(suspension arm, 16)을 포함하고 있다.
도 2와 관련하여, 링크 조립체(link assembly, 20)는 현가장치(suspension system, 10)로 조립되기 전 상태의 분해된 모습이 도시되었다. 링크 조립체(link assembly, 20)는 육각헤드 볼트(hexagon head bolt, 25), 내부 와셔(inner washer, 26), 내부 돔형태 그로멧(inner dome-shaped grommet, 27), 스페이서(spacer, 30), 외부 돔형태 그로멧(outer dome-shaped grommet, 31), 외부와셔(outer washer, 32) 그리고 육각너트(hexagon nut, 33)를 포함한다. 볼트(25)는 미리 결정된 길이의 샤프트(shaft, 41)를 포함한다. 샤프트(41)는 나사형 단부(threaded end, 43)와 육각형 헤드(hex-shaped head, 42)를 가진다.
볼트(25)는 미리 결정된 길이의 샤프트(shaft, 41)를 포함한다. 샤프트(41)는 나사형 단부(threaded end, 43)와 육각형 헤드(hex-shaped head, 42)를 가진다. 볼트(25)는 부식방지를 위하여 도금되어진 철(steel)로 만들어지는 것이 선호된다. 나사형 단부(43)는 너트(33)에 대한 정지부인 샤프트 끝부분까지 들어간다. 와셔(26)는 도금된 철(plated steel) 또는 고강도 플라스틱으로 만들어진다. 와셔는 볼트(25)의 샤프트(41)와 나사형 단부(43)를 수용하기 위하여 그 중심에 형성되어진 구멍(aperture, 46)을 가진다.
도 3과 관련하여, 돔형 그로멧(grommet, 27)은 고무 또는 중간밀도의 폴리우레탄(polyurethane)의 탄성물질로 제작되어진다. 돔형 그로멧은 넓혀진 외부단부(50)를 가진다. 와셔(26)를 수용하기 위한 고리모양의 홈(annular groove, 51)은 상기 단부(50)에 몰딩되어진다. 그로멧(27)은 돔형 내부단부(52)를 가지는데, 상기 돔형 내부단부는 현가장치(10)가 조립되어질 때 스태빌라이저 바 크랭크 암(stabilizer bar crank arm, 15)의 한 측면과 연결된다. 원통형 보어(cylindrical bore, 53)는 볼트(25)를 수용하기 위한 그로멧(grommet)을 통하여 형성되어진다. 보어(bore, 53)는 샤프트(41)와 약간 끼워맞춤하도록 되어 있는 (도시되지 않은) 여러개의 안쪽으로 연장된 닙(nib)을 포함한다.
도 4 내지 도 6과 관련하여, 스페이서(30)는 도시된 실시예에서 우레탄 중합체(urethane elastomer) TEXIN 245로 몰딩되어진다. 스페이서는 대향된 돔형 단부(61,62)와 중심부(center section, 63)를 가지도록 하기 위하여 길게 생긴, 배럴(barrel) 형태의 몸체(60) 내에 몰딩되어진다.
도 4와 도 5에서 잘 도시되어진 바와 같이, 스페이서의 배럴형 몸체(body, 60)는 그 외부 표면에 형성된 8개의 길이방향으로 연장된 채널(channel, 65)을 가지며, 상기 채널들 사이에는 8개의 리브(rib, 66)가 생긴다. 리브(rib, 66)는 스페이서를 축방향으로 강화시키도록 제공되며, 이러한 리브들을 형성하는 채널(65)은 스페이서를 형성하는데 요구되는 플라스틱의 양을 감소시키고 따라서 그 비용과 중량을 감소시키도록 한다.
실린더형 보어(cylindrical bore, 68)는 몸체(60)를 통해서 길이방향으로 형성되어진다. 실린더 보어(68)의 직경은 볼트(25) 내의 샤프트(41, 로드)의 직경보다 약간 더 크다. 도 5와 도 6에서 도시되어진 바와 같이, 세 개의 약간 돌출된 표면(69)이 보어(68)의 중앙에 형성되어져 있다.
그로멧(grommet, 31)은 다른 그로멧(27)의 대칭형이다. 다시 말해서, 그로멧(31)은 그로멧(27)의 구조와 동일하지만 링크조립체(20)에서 반대방향으로 향한다. 와셔(32)는 다른 와셔(26)와 동일하다. 와셔(32)는 그로멧(31)의 동일한 고리모양 그루브(annular groove) 속으로 미리 조립되어진다.
육각너트(hex-nut, 33)는 축방향으로 돌출된 내부 플랜지(flange, 71)를 가지는 통상적인 너트이다. 상기 너트(33)의 육각형 단부(72)는 플랜지(71)의 바깥쪽이다. 플랜지(71)는 와셔(32) 속으로 삽입되어지고, 두개를 함께 고정되어진다.
링크 조립체(20)는 와셔(26)와 그로멧(27)의 서브 조립체를 통해서 볼트 샤프트(bolt shaft, 41)를 우선적으로 나사형으로 조립함으로써 조립되어진다. 상기 첫 번째 서브 조립체는 도 7에서 도시되어진다. 다음으로, 샤프트(41)는 스태빌라이저 바 크랭크 암(15) 내의 구멍을 통하여 지나가게 된다.
다음으로, 스페이서(30)는 샤프트(41)에 끼워진다. 그런 후에, 샤프트는 서스펜션 암(16) 내의 구멍을 통하여 지나가게 된다. 나머지 그로멧(31), 와셔(32) 그리고 너트(33)는 샤프트(41) 상에 너트(33)를 끼워서 조립되어진다.
육각너트(hex-nut, 33)는 링크조립체(20)의 구성요소들과 암(15,16)들이 꼭 맞지만 꽉 끼워지지 않을 때까지, 볼트(25)의 나사형 부분(threaded section, 43) 상으로 회전되어진다. 너트(nut, 33)는 나사형 부분(43)의 단부에서 정지되어진다. 그로멧(27,31)은 암(15,16)들을 스페이서(30)에 대해서 탄성적으로 고정시킨다. 암(15,16)들은 약 30°의 각도로 볼트(25)에 대해서 각을 이루며 이동한다.
비록 본 발명의 선호적인 실시예가 기술되어지나, 이는 본 발명을 제한하는 것은 아니며 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 변형이 가능하다는 것이 이해되어진다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 명시되어 있다.

Claims (10)

  1. 자동차의 현가장치(10)에서 스태빌라이저 바 크랭크 암(stabilizer bar crank arm, 15)과 서스펜션 암(suspension arm, 16)을 연결하기 위한 링크 조립체(link assembly, 20)에 있어서, 상기 링크 조립체(20)는
    a) 샤프트(shaft, 41)와;
    b) 중합체 재료(elastomeric material)로 몰딩된 길다란 배럴형 몸체(60)와, 상기 몸체를 통하여 축방향으로 연장되는 보어(68)와 그리고 마주보는 돔형 외부단부(61,62)를 가지는 스페이서(spacer, 30)와;
    c) 상기 샤프트(41)는 상기 보어(68)를 통하여 연장되고 상기 보어(68)를 넘어서 연장되는 반대편 나사형 단부(43)를 가지며,
    d) 그 속에 보어(53)들을 가지는 제 1 그로멧(grommet, 27)과 제 2 그로멧(31)과;
    e) 상기 제 1 그로멧(27) 및 제 2 그로멧(31)은 각각 돔형 내부단부(52)를 가지며;
    f) 상기 샤프트(41)의 대향된 단부들 중 하나의 단부는 상기 제 1 그로멧(27) 내의 보어(53)를 통하여 연장되고, 상기 샤프트(41)의 대향된 단부들 중 다른 하나의 단부는 상기 제 2 그로멧(31) 내의 보어(53)를 통하여 연장되며;
    g) 상기 그로멧(27,31)들의 돔형 내부단부(52)들은 스페이서(30)의 상응하는 돔형 외부단부(61,62)들에 직접적으로 향하게 되어서, 상응하는 암(15,16)들을 결속할 수 있도록 되며; 그리고
    h) 그로멧(27,31)과 스페이서(30)를 상기 샤프트(41) 상에 유지시키기 위하여, 상기 샤프트(41)의 대향된 단부에 있는 부재(42,43)들로 구성되는 것을 특징으로 하는 링크 조립체(20)
  2. 제 1 항에 있어서,
    a) 상기 스페이서(30) 몸체는 폴리우레탄 플라스틱(polyurethane plastic)으로부터 몰딩되어지고, 상기 그로멧(27,31)과 비교하여 축방향으로 견고(stiff)한 것을 특징으로 하는 링크 조립체(20)
  3. 제 1 항에 있어서,
    a) 상기 스페이서(30) 몸체는 상기 그로멧(27,31)의 외부 직경보다 더 큰 외부 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 링크 조립체(20)
  4. 제 3 항에 있어서,
    a) 상기 스페이서(30) 몸체는 길이방향으로 길게 생긴 리브(66)를 형성하기 위하여 외부 표면 상에 형성된 다수의 길이방향으로 긴 채널(65)을 가지는 것을 특징으로 하는 링크 조립체(20)
  5. 제 4 항에 있어서,
    a) 상기 스페이서(30) 몸체는 우레탄 중합체 TEXIN 245로 몰딩되어지는 것을 특징으로 하는 링크 조립체(20)
  6. 제 1 항에 있어서,
    a) 상응하는 제 1 그로멧(27)과 제 2 그로멧(31)내의 고리모양 홈(51) 내에 위치되어지는 제 1 및 제 2 와셔(26,32)와,
    b) 상기 제 1 와셔(26)가 안착되어지는 상기 샤프트(41)의 한쪽 단부 상의 헤드(42)와, 그리고
    c) 상기 제 2 와셔(32)를 연결시키기 위한 샤프트(41)의 다른쪽 단부 상의 나사모양의 너트(threaded nut, 33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 조립체(20)
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나의 항에 따르는 링크 조립체(20)를 가지는 자동차 현가장치(10)
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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