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김준혁(J. H. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
휠 얼라인먼트란 자동차 바퀴의 위치, 방향 및 밸런스 등을 올바르게 정렬하는 작업으로, 이것이 올바르지 않으면 주행 불안정 및 타이어 마모 등의 품질 문제를 야기시킨다. 후륜 멀티링크 타입 서스펜션의 경우 캠볼트의 캠과 너트 측의 캠플레이트가 크로스 멤버의 가이드를 밀어 암의 위치를 조정하여 휠 얼라인먼트를 조정하게 된다. 따라서 캠볼트 헤드부의 캠과 캠플레이트 와셔는 동일 선상에 정렬되어야 하는데, 이를 위해 당사의 캠볼트는 캠플레이트 와셔 삽입을 위해 나사산부에 2 중 키홈 구조를 사용하고 있으며, 이로 인해 캠볼트는 불완전 나사산을 가지게 된다. 이러한 구조는 너트 나사산과의 접촉 면적을 감소시키고, 절삭부에 응력이 집중되어 동일 호칭경 대비 항복 축력 저하가 발생한다. 반면에 캠볼트 체결부의 경우 액슬, 쇽업소버 등으로부터 강한 외력이 들어와 볼트 풀림 방지를 위해 필요로 하는 최소한의 축력(이하 필요 축력)이 높기 때문에 낮은 항복 축력과 높은 필요 축력으로 인해 가용한 축력 범위가 좁아져 적정 체결 토크 산출에 어려움이 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 현재 휠 얼라인먼트 체결부에 사용되는 캠볼트를 기준으로 FEA 및 실부품 시험을 활용하여 각 설계 인자별 항복 축력 기여도 정량화 및 항복 축력을 최대화할 수 있는 최적 형상을 도출하였다.