KR20170030676A - 타이로드 조립체용 연결 부재 및 이를 구비하는 타이로드 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 타이로드 조립체에서 파이프 형상의 FRP 재질 타이로드의 양단에 결합되어서 볼조인트 장치를 연결하기 위한 연결 부재로서, 상기 타이로드와 결합되는 타이로드 결합부; 및 상기 볼조인트 장치와 결합되는 볼조인트 결합되는 볼조인트 결합부를 포함하며, 상기 타이로드 결합부의 외주면은 횡단면 형상이 다각형을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 타이로드 조립체용 연결 부재가 제공된다.

Description

타이로드 조립체용 연결 부재 및 이를 구비하는 타이로드 조립체 {CONNECTING MEMBER FOR TIE-ROD ASSEMBLY AND TIE-ROD ASSEMBLY WITH THE SAME}

본 발명은 타이로드 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 볼 조인트 자이를 복합재의 타이로드에 결합시키는 연결 부재 및 이를 구비하는 타이로드 조립체에 관한 것이다.

타이로드는 차량의 타이어의 방향을 조절하는 조향장치의 일종으로서, 조향휠을 꺾게 되면 타이로드가 움직이게 되고, 타이로드 엔드에 연결되어 있는 너클(Knuckle)을 움직여서 타이어의 방향을 변화시키는 장치이다. 타이로드의 양 끝단에는 볼조인트 장치가 각각 결합되어서 타이로드 조립체를 형성한다. 종래의 타이로드는 스틸재로 이루어지기 때문에 타이로드 조립체는 비교적 고중량의 부품에 해당한다. 최근 차량의 연비 개선 등 친환경 차량의 개발을 목적으로 차량의 경량화 기술이 요구되면서, 본원 발명의 출원인은 타이로드 조립체의 경량화를 위하여 공개특허 제10-2015-0024106호를 통해 개시된 FRP 재질의 타이로드를 이용하는 타이로드 조립체를 출원한 바 있다. 상기 선행특허문헌의 타이로드 조립체는 볼 조인트 장치를 FRP 재질의 타이로드에 결합시키기 위해 타이로드의 양단에 고정된 스틸 재질의 연결 부재를 구비하는데, 연결 부재와 타이로드의 결합력이 비틀림 모멘트에 취약하다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 FRP 재질의 타이로드에 볼조인트 장치를 결합시키는 연결 부재 및 이를 구비하는 타이로드 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 FRP 재질의 타이로드에 볼조인트 장치를 결합시키는 연결 부재로서 타이로드와의 결합력을 향상시키는 연결 부재 및 이를 구비하는 타이로드 조립체를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,

타이로드 조립체에서 파이프 형상의 FRP 재질 타이로드의 양단에 결합되어서 볼조인트 장치를 연결하기 위한 연결 부재로서, 상기 타이로드와 결합되는 타이로드 결합부; 및 상기 볼조인트 장치와 결합되는 볼조인트 결합되는 볼조인트 결합부를 포함하며, 상기 타이로드 결합부의 외주면은 횡단면 형상이 다각형을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 타이로드 조립체용 연결 부재가 제공된다.

상기 타이로드 결합부의 외주면은 횡단면 형상이 육각형을 이루도록 형성될 수 있다.

상기 연결 부재는 상기 타이로드 결합부의 외주면에 고리 형상으로 돌출되어서 형성된 다수의 고리형 돌출부를 더 구비할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면,

파이프 형상의 타이로드; 상기 타이로드의 개방된 양단에 각각 삽입되어 결합되는 상기한 두 연결 부재; 및 상기 두 연결 부재에 각각 결합되는 두 볼조인트 장치를 포함하며, 상기 타이로드 결합부의 외주면은 상기 타이로드의 내주면과 면접촉하여 결합되는 것을 특징으로 하는 타이로드 조립체가 제공된다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

타이로드 조립체에서 파이프 형상의 FRP 재질 타이로드의 양단에 결합되어서 볼조인트 장치를 연결하기 위한 연결 부재로서, 상기 타이로드와 결합되는 타이로드 결합부; 및 상기 볼조인트 장치와 결합되는 볼조인트 결합되는 볼조인트 결합부를 포함하며, 상기 타이로드 결합부의 외주면에는 돌출된 다수의 핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 타이로드 조립체용 연결 부재가 제공된다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

파이프 형상의 타이로드; 상기 타이로드의 개방된 양단에 각각 삽입되어 결합되는 상기한 두 연결 부재; 및 상기 두 연결 부재에 각각 결합되는 두 볼조인트 장치를 포함하며, 상기 타이로드 결합부의 외주면은 상기 타이로드의 내주면과 면접촉하며, 상기 다수의 핀은 상기 타이로드의 내주면 안으로 삽입된 상태로 결합되는 것을 특징으로 하는 타이로드 조립체가 제공된다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 연결 부재의 타이로드 결합부의 외주면이 다각형의 횡단면 형상을 갖거나, 외주면에 돌출된 다수의 핀이 구비되므로 타이로드와의 결합력이 향상되어서 비틀림 모멘트에 취약한 종래의 문제가 해소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드 조립체의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 타이로드 조립체에서 타이로드, 연결 부재 및 볼조인트 장치가 결합된 부분의 단면 구조를 도시한 횡단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 연결 부재를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 연결 부재의 타이로드 결합부에 대한 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결 부재를 도시한 사시도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드 조립체가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드 조립체(100)는 타이로드(110)와, 제1, 제2 연결 부재(120a, 120b)와, 제1, 제2 클램프(130a, 130b)와, 제1, 제2 클램프 조임 수단(140a, 140b)과, 제1, 제2 볼조인트 장치(150a, 150b)를 구비한다.

타이로드(110)는 파이프 형상으로서, FRP 재질로 이루어진다. 그에 따라, 타이로드 조립체(100)의 경량화가 가능해진다. 더욱 상세하게는 타이로드(110)의 재질은 유리섬유와 수지의 기저재로 이루어지는 FRP이거나 탄소섬유와 수지의 기저재로 이루어지는 FRP이다. 타이로드(110)의 양단에는 두 연결 부재(120a, 120b)가 결합되어 있다. 타이로드(110)는 금형을 이용하여 성형되는데, 성형과정에서 두 연결 부재(120a, 120b)가 인서트되어서 일체로 결합된다.

제1, 제2 연결 부재(120a, 120b) 각각은 타이로드(110)의 양 끝단에 일부가 삽입된 형태로 타이로드(110)에 일체로 결합되어 있다. 두 연결 부재(120a, 120b)는 스틸과 같은 금속재질로 이루어지며, FRP 재질의 타이로드(110) 성형과정에서 인서트되어서 타이로드(110)와 일체로 결합된다. 두 연결 부재(120a, 120b)는 동일한 구성으로 이루어지므로, 여기서는 제1 연결 부재(120a)에 대해서만 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 연결 부재(120a)는 관 형상으로서, 스틸 재질로 이루어진다. 제1 연결 부재(120a)는 양단부에 각각 일정 구간으로 형성된 볼조인트 결합부(121a)와 타이로드 결합부(122b)를 구비한다. 볼조인트 결합부(121a)에는 제1 볼조인트 장치(150a)와의 결합을 위한 암나사(123a)가 형성되어 있다. 또한, 볼조인트 결합부(121a)에는 끝단으로부터 길이방향을 따라서 연장되는 180도 간격으로 위치하는 두 개의 절개부(1211a, 1212b)가 마련된다. 본 실시예에서는 절개부가 2개 구비되는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 절개부는 하나만 구비되거나, 3개가 등간격(120도 간격)으로 구비될 수도 있다. 볼조인트 결합부(121a)의 외주에는 둘레방향을 따라서 연장되는 고리형 홈(1213)이 형성되어 있다. 볼조인트 결합부(121a)는 타이로드 결합부(122b)와 연결되며 타이로드(110) 외부로 돌출된다. 타이로드 결합부(122b)는 타이로드(110)의 일측 끝단에 삽입된 형태로 결합되어 있다. 즉, 타이로드 결합부(122b)의 외주면이 타이로드(110)의 내주면과 면접촉한 상태로 제1 연결 부재(120a)가 타이로드(110)에 결합되어 있다. 타이로드 결합부(122b)의 외주면은 도 4에 도시된 바와 같이 횡단면 형상이 육각형을 이루도록 형성되어 있다. 본 실시예에서는 타이로드 결합부(122b)의 외주면의 횡단면 형상이 육각형을 이루는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 육각형 외의 다각형을 이룰 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 타이로드 결합부(122b)의 횡단면 외주면 형상이 이와 같이 육각형을 이룸으로써, 제1 연결 부재(122a)와 타이로드(110) 사이에 발생하는 비틀림 모멘트를 잘 견디게 된다. 또한, 타이로드 결합부(122b)의 외주면에는 고리형상으로 돌출되어서 형성된 다수의 고리형 돌출부(124a)가 마련된다. 고리형 돌출부(124a)는 타이로드(110)의 내주면 안으로 삽입되어서, 제1 연결 부재(122a)와 타이로드(110) 사이에 발생하는 축방향 힘(인장 및 압축력)에 대한 저항력을 향상시킨다.

도 1을 참조하면, 제1, 제2 클램프(130a, 130b) 각각은 제1 연결부재(120a)의 볼조인트 결합부(121a)와 제2 연결부재(120b)의 볼조인트 결합부를 가압하여 제1 볼조인트 장치(150a)와 제2 볼조인트 장치(150b)에 대한 결합력을 향상시킨다. 두 클램프(130a, 130b)는 동일한 구성으로 이루어지므로, 여기서는 제1 클램프(130a, 130b)에 대해서만 상세하게 설명한다.

도 1과 도 2를 참조하면, 제1 클램프(130a)는 스틸 재질로서, 제1 연결 부재(120a)의 볼조인트 결합부(121a)의 외주면의 일부를 감싸는 원호형상의 가압부(131a)와, 가압부(131a)의 둘레방향 양 끝단으로부터 각각 연장되어서 서로 마주보는 두 연장벽(132a, 133a)을 구비한다. 제1 클램프(130a)는 제1 연결 부재(120a)의 고리형 홈(1213)에 대응하여 제1 연결 부재(120a)의 볼조인트 결합부(121a)에 위치한다.

제1, 제2 클램프 조임 수단(140a, 140b) 각각은 제1 클램프(130a)와 제2 클램프(130b)를 조이고 풀어준다. 두 클램프 조임 수단(140a, 140b)은 동일한 구성이므로, 여기서는 제1 클램프 조임 수단(140a)에 대해서만 상세히 설명한다. 제1 클램프 조임 수단(140a)은 볼트 부재(141a)와 너트 부재(142a)를 구비한다. 볼트 부재(141a)와 너트 부재(142a)에 의해 제1 클램프(130a)의 두 연장벽(132a, 133a)이 조여지거나 풀어진다. 제1 클램프 조임 수단(140a)에 의해 제1 클램프(130a)가 조여지면, 제1 클램프(130a)가 제1 연결 부재(120a)의 볼조인트 결합부(121a)를 가압하고, 볼조인트 결합부(121a)에는 두 절개부(1211a, 1212b)에 의해 전체적으로 조임력이 고르게 분포된다. 볼트 부재(141a)의 수나사부의 외주 일부는 제1 연결 부재(120a)의 볼조인트 결합부(121a)에 형성된 고리형 홈(1213) 안에 수용된다. 그에 따라 볼트 부재(141a)가 그 만큼 제1 연결 부재(120a)에 더 가깝게 위치하므로, 전체 부피를 줄일 수 있게 된다.

제1, 제2 볼조인트 장치(150a, 150b) 각각은 타이로드(110)의 길이방향 양단부에 위치한다. 제1 볼조인트 장치(150a)는 제1 연결 부재(120a)에 의해 타이로드(110)와 결합되고, 제2 볼조인트 장치(150b)는 제2 연결 부재(120b)에 의해 타이로드(110)에 결합된다. 제1 볼조인트 장치(150a)는 끝단에 구형의 볼부(미도시)가 마련된 볼스터드(153a)와, 볼스터드(153a)의 볼부(미도시)를 감싸는 볼 시트(미도시)와, 볼 시트(미도시)가 안착되는 소켓(154a)과, 소켓(154a)으로부터 연장된 원형 막대형상의 결합부(151a)를 구비한다. 결합부(151a)에는 수나사(152a)가 형성되어 있다. 결합부(151a)의 수나사(152a)가 제1 연결 부재(120a)의 볼조인트 결합부(121a)에 형성된 암나사(123a)와 결합된다. 제2 볼조인트 장치(150b)는 제1 볼조인트 장치(150a)와 동일한 구성으로서, 제1 볼조인트(150a)와 제1 연결 부재(120a)가 결합되는 방식과 동일한 방식으로 제2 연결 부재(120b)에 결합된다.

도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결 부재가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 연결 부재(220)는 볼조인트 결합부(121a)와 타이로드 결합부(222b)를 구비한다. 볼조인트 결합부(121a)는 도 3에 도시된 연결 부재(120a)의 볼조인트 결합부(121a)와 그 구성이 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 타이로드 결합부(222b)의 외주면은 횡단면 형상이 원형을 이루도록 형성되어 있고, 타이로드 결합부(222b)의 외주면에는 돌출된 다수의 핀(231)이 구비된다. 결합부(222b)의 외주면은 타이로드(110)의 내주면과 면접촉하며, 다수의 핀(231)은 타이로드(110)의 내주면 안으로 삽입된다. 타이로드(110)의 강화섬유는 핀(231) 사이로 직조되어서 인장, 압축, 비틀림 등 모든 방향의 하중을 견딜 수 있도록, 타이로드(110)와 연결 부재(220) 사이의 결합력이 향상된다.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

100 : 타이로드 조립체 110 : 타이로드
120a, 120b : 연결 부재 130a, 130b : 클램프
140a, 140b : 클램프 조임 수단 150a, 150b : 볼조인트 장치
121a : 볼조인트 결합부 122b : 타이로드 결합부
124a : 고리형 돌출부 220 : 연결 부재
231 : 핀

Claims (6)

1. 타이로드 조립체에서 파이프 형상의 FRP 재질 타이로드의 양단에 결합되어서 볼조인트 장치를 연결하기 위한 연결 부재로서,
   상기 타이로드와 결합되는 타이로드 결합부; 및
   상기 볼조인트 장치와 결합되는 볼조인트 결합되는 볼조인트 결합부를 포함하며,
   상기 타이로드 결합부의 외주면은 횡단면 형상이 다각형을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 타이로드 조립체용 연결 부재.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 타이로드 결합부의 외주면은 횡단면 형상이 육각형을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 타이로드 조립체용 연결 부재.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 타이로드 결합부의 외주면에 고리 형상으로 돌출되어서 형성된 다수의 고리형 돌출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 타이로드 조립체용 연결 부재.
4. 파이프 형상의 타이로드;
   상기 타이로드의 개방된 양단에 각각 삽입되어 결합되는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 기재된 두 연결 부재; 및
   상기 두 연결 부재에 각각 결합되는 두 볼조인트 장치를 포함하며,
   상기 타이로드 결합부의 외주면은 상기 타이로드의 내주면과 면접촉하여 결합되는 것을 특징으로 하는 타이로드 조립체.
5. 타이로드 조립체에서 파이프 형상의 FRP 재질 타이로드의 양단에 결합되어서 볼조인트 장치를 연결하기 위한 연결 부재로서,
   상기 타이로드와 결합되는 타이로드 결합부; 및
   상기 볼조인트 장치와 결합되는 볼조인트 결합되는 볼조인트 결합부를 포함하며,
   상기 타이로드 결합부의 외주면에는 돌출된 다수의 핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 타이로드 조립체용 연결 부재.
6. 파이프 형상의 타이로드;
   상기 타이로드의 개방된 양단에 각각 삽입되어 결합되는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 기재된 두 연결 부재; 및
   상기 두 연결 부재에 각각 결합되는 두 볼조인트 장치를 포함하며,
   상기 타이로드 결합부의 외주면은 상기 타이로드의 내주면과 면접촉하며, 상기 다수의 핀은 상기 타이로드의 내주면 안으로 삽입된 상태로 결합되는 것을 특징으로 하는 타이로드 조립체.

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