KR0137575B1 - 액슬 캐스터 조정용의 제어장치를 가진 평행사변형 양정 차축 현가장치 - Google Patents
액슬 캐스터 조정용의 제어장치를 가진 평행사변형 양정 차축 현가장치Info
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Abstract
쌍 빔 평행사변형 형의 양정 차축 현가장치가, 대향의 단판들을 가지어 둘의 평행의 컨트롤 암들 사이에 위치된 양방향 공기 스프링을 포함하고 있어서 공기 스프링 팽창이상과 하 컨트롤 암을 프레임 브래킷에 대해 선회시킴으로써 그에 부착된 차축과 차츈을 노면과의 접촉에서 들어올린다. 양방향 공기 스프링의 단판들은 상과 한 컨트롤 암들 사이의 공기 스프링의 팽창의 힘을 대략 균등하게 배분하도록 반대 방향에 균등하게 이동하여 공기 스프링의 팽창과 수축에 걸쳐 서로에 대하여 사실상 평행을 지킨다. 본 발명의 장치는 쇽업소버를 차축의 전방에 위치시키기 위하여 상 컨트롤 암에 부착된 일단과 하 컨트롤 암에 부착된 타단을 가진 쇽업소버를 또한 포함하고 있으므로써 그에 의해 충격행정을 최소화하고 충격 내용연수를 최대화하고 있다. 편심 캠을 포함하는 볼트에 의해 상 컨트롤 암이 액슬 시트에 추축식으로 접속되어, 필요가 생기는 때는 차축의 캐스터 각을 조정하게 하는 것이다.
Description
제1도는 제1의 선행기술의 양정 차축 현가장치의 측평면, 부분 분할도;
제2a도와 제2b도는 제2의 선행기술의 양정 차축 현가장치의 측평면, 부분 분할도;
제3a도와 제3b도는 본 발명의 제1의 실시양태의 측평면, 부분 분할도;
제4도는 제3a도와 제3b도의 실시양태의 A-A선 단면도;
제5a-5b도는 본 발명의 평심 캠 기구의 측평면도;
제6a도와 제6b도는 본 발명의 제2의 실시양태의 측평면, 부분분할도;
제7도는 제2실시양태의 입체도; 그리고
제8a도와 제8b도는 본 발명의 보조 양정 현가를 채용하는 전형적 트럭의 측평면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
61:행어 브래킷63:프레임
65:상컨트롤암67:하 컨트롤 암
69:추축점(pivot point)71:액슬 시트
73:추축점75:차축
77:부속물(appendage)79:에어 벨로즈
81,83:대향 단판85:공기 스프링
89:부착대92:슬롯
93:볼트 축95:볼트 머리
97:편심 캠101:쇽업소버
103,105:추축점107:차륜 자동차
109,111:차륜113:노면
본 발명은 차륜자동차의 보조 차축 현가 장치에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 향상된 간결성과 내구성의 보조 양정 차축 현가 장치에 관한 것이다.
차륜자동차 차축 현가 장치에 있어서, 하중 담지 기능이 필요치 않을 경우에 현가장치의 차륜을 노면과의 접촉에서 들어올리는 양정 기구(liftin feature)를 가지는 것이 때로는 바람직이다. 양정가능 차축은, 짐을 가볍게 실은 상태이거나 공차상태에서 차륜자동차를 운행할 때 들어올려지며, 차량이 만재되어 안정상이나 공로 중량 법에 적합하게 여분의 추축을 필요로 하는 경우에는 내려지는 것이다.
종차축(trailing axles) 및 추진식 축(pusher axles)의 현가장치에 있어서, 조타가능 차축이 적당한 피치나 캐스터 각을 가지고 설치돼 있으면, 차륜의 저항이 차축을 자동차의 조향에 대응하여 자동적으로 조종하게 된다는 것은 기지의 사실이다. 이를 차동 조향의 현가장치라 일컫는다. 기술분야에는 프레임 행어 브래킷과 액슬 시트 간에 접속되어 액슬의 사실상 일정한 피치를 유지하게 되는 평행사변형 배치의 암이나 토크 로드를 마련하는 것과 또 그러한 현가장치를 들어올리는 장치를 마련하는 것이 또한 알려져 있다.
과거, 액슬 현가장치를 들어올리는 데 많은 장치들이 사용돼 왔다. 제1도와 제2도는 그러한 장치들의 예시적 도시이다.
제1도는, 각을 이루어 팽창함으로써 트레일링 암(21)과 그에 부착된 액슬(7)을 끌어올리는, 에어 벨로즈(9)를 포함하고 있는 종래의 쌍 빔 리프트 액슬 현가장치이다. 액슬의 이런 끌어올림이 현가장치의 차륜을 노면과의 접촉에서 들어올리는 것이다. 하나의 부속물(19)가 트레일링 암(21)에 접속돼 있으며, 에어 벨로즈가 팽창하거나 수축하는 때 트레일링 암(21)은 추축점(pivot point)을 구성하는 탄성부재(23) 둘레에 추축식으로 회전한다. 에어 벨로즈(또는 공기 스프링)(9)는 일 단(25)가 부속물(19)에 부책돼 있고, 타단(27)은, 고정하여 장착한 프레임 행어 브래킷(29)에 부착돼 있다. 에어 벨로즈(9)가 팽창하는 때에는 그 것이 프레임 브래킷(29)와 빔 부속물(19)에 반대하여 트레일링 암(21)로 하여금 브래킷(29)에 관하여 탄성부재(23)에 의해 형성된 추축점 둘에에 이동하게 한다. 기동식 기중 스프링의 이 팽창은, 트레일링 암 및 액슬(7)로 하여금 끌어올려기제 하여 장치의 차균들이 노면과의 접촉 상태에서 들러올려지게 한다. 공기 스프링이 수축되는 때는, 차축 및 그에 부착된 차륜들이 노면과의 접촉상태로 내려진다.
이러한 고안은 제딴의 제한이 없지 않다. 들어올리는 동안, 공기 벨로즈(9)가 현가장치의 기하학에 기인하는 각을 통해 이끌린다. 공기 스프링의 이 각 팽창을 때로는 어코디언 효과라고도 한다. 공기 스프링 수엉에 있어서의 제한으로 인해 평행으로 부터의 각은 전형적으로 25°를 초과하여서는 아니 된다. 이 어코디언 효과로 인해, 아래에 더 충분히 설명되는 바와 같이, 에어 벨로즈의 효과와 양정 능력이 한정되며 또 정비의 필요성이 증대된다.
이 고안의 에어 벨로즈(9)는 전형적으로 현가장치의 프레임 행어 브래킷(29) 내에 위치돼 있다. 공기 스프링의 사이즈와 각 팽창으로 이해, 프레임 프래킷(29)는 달리 필요한 치수보다 큰 치수여야 하며, 따라서 현가장치의 비용과 무게를 증대시킨다. 이 장치에 있어서의 공기 스프링의 각 팽창의 또 다른 문제점은 각 팽창의 비대칭의 성질(즉, 어코디언 효과)로 인해 공기 스프링은 부가적인 마손을 입는다. 이 점에서, 제1도에 보인 공기 스프링(9)의 상측은 어코디언 효과로 초래하는 스프링의 잡아당김으로 인해 하측 보다 더 높은 응력을 현실화 한다. 따라서, 어코디언 효과 때문에, 공기 스르핑을 더 자주 교체하고 증대된 정비가 요구되며, 그 것은 공기 스프링이 균등한 대칭의 방식으로 팽창되어 공기 스프링을 잇는 동안 단판들(end plates)(25와 27)을 사실상 평행으로 유지한다면 기피할 수 있는 것이다.
더군다나, 공기 스프링 또는 벨로즈(9)은, 제1도에서 알 수 있는 바와 같이, 고정된 프레임 브래킷(29)에 고정하여 부착된 일단을 가지고 있어 벨로즈(9)의 일방향 팽창에 귀착하는 것이다. 따라서, 벨로즈(9)의 일방향 팽창 중, 그 일 단(27)은 제1도에 보인 바와 같이, 고정된 채 남아 있는 한편 그 타 단(25)는 좌측으로 이동하며, 따라서 붓고물(19)와 암(21)을 구동하는 것이다. 그 결과, 벨로즈(9)에 의해 발휘된 사실상 100%의 그 팽창력이 부속물(19)와 암(21)에 향하게 되며 따라서 암(21)은 벨로즈(9)의 100%의 팽창력을 계속적으로 이겨내는 데 충분한 크기의 치수로 되는 것이 필요한 것이다.
특수한 적용을 위해 평행사변형 양정 차축 현가장치라 일컬어지기도 하는 또 다른 형식의 현가장치의 한 개발이 또한 있었다. 이 형식의 양정 차축 현가장치의 일례를 제2a도와 제2b도에 보이고 있다. 자동 조향인, 조향가능 형 양정 차축 현가장치들에서는 근본적으로 평행사변형 양정 차축 현가장치를 사용하지만, 배타적인 것은 아니다. 자동조형은 적당한 캐스터나 피치로 설치되어 있는 양정가능 차축(39)에서 유래하며 차축에 부착된 차륜의 견인이 차축으로 하여금 자동차의 조향에 대응하여 자동적으로 조향하게 된다.
평행사변형 현가장치의 대중성의 이유는 차축의 캐스터(즉, 지면이나 수평에 대한 차축의 각 관계)나 피치를 액슬의 수직 연결을 통해 비교적 일정하게 유지하는 그의 능력에 있다. 달리 말하면, 차축(39)과 그에 부착된 차륜(도시되지 않음)이 노면과의 접촉에서 들러올려지거나 내려질 때, 차축(39)이 캐스터 각(또는 피치)은 사실상 일정하게 남아 있다.
제2a도와 제2b도에 보인 평행사변형 양정 차축 현가장치는 산업에 대한 전형이며 일방향 팽창 에어 벨로즈(47), 하향으로 연장하는 프레임 브래킷(31), 하 트레릴링 빔(33), 상 컨트롤 암(35), 및 차축(39)에 접속된 액슬 시트(37)을 포함하고 있다. 에어 벨로즈(47)의 일방향 팽창은 빔(33)과 암(35)을 상행에 선회시켜 차축과 그에 부착된 차륜을 노면 접촉에서 들어올리게 된다. 캐스터 또는 피치는 평행사변형 설계에 기인하며 차축의 끌어올림과 내림을 통해 사실상 일정하게 남아 있다.
그 일방향 팽창은 고정 행어 브래킷(31)에 부착되어 있는 벨로즈(47)의 단판(51)에서 유래한다. 따라서, 벨로즈(47)이 팽창되는 대(즉, 제2a)도)는, 단판(51)이 고정되어 남아 있는 한편, 단판(49)가 제2도에 보인 바와 같이 좌측으로 이동됨으로써 빔(33)을 구동하여 차축(39)를 노면과의 접촉에서 끌어올리는 것이다.
하 트레일링 빔(33)은 일 단이 프레임 브래킷(31)에 추축식으로 부착되고 타 단이 액슬 시트(37)에 추축식으로 부착돼 있다. 이 종래의 양정 차축 현가장치의 상 컨트롤 암(35)은 프레임 브래킷(31)과 액슬 시트(37)의 축지점(38)의 양자에 추축식으로 부착돼 있다. 프레임 브래킷(31), 하 트레일링 빔(33), 액슬 시트(37), 및 컨트롤 암(35)는 모두 추축식으로 접속되어 평행사변형을 형성하게 돼 있으며 그 것이 차축(39)를 그의 수직 연결에 걸쳐 비교적 일정한 캐스터 또는 피치을 가지게 허용한다.
제1도에 예증한 장치의 것과 같은 방식에 있어서, 제2a-2b도의 에어 벨로즈(47)은 팽창 및 수축하는 동안 어코디언 효과를 경험한다(제2b도에 보임). 물론, 상기에 논급한 바와 같이, 벨로즈(47)의 일 단(51)이 고정 프레임 브래킷(31)에 부착되고 그의 타단(49)의 부속물(43)에 부착돼 있다. 이 것이 벨로즈(47)의 일방향 팽창을 결과한다.
팽창 및 수축하는 벨로즈(47)로 인한, 하측 암(33)의 이동은 액슬 시트(37)를 경유하는 상측 및 하측의 연결로 인하여 필연적으로 상측 암(35)를 동시에 선회하게 한다. 들어올리는 벨로즈(37)의 사실상 전체의 힘이 구성요소(41과 43)을 경유하여 하측 암(33)에 향해지기 때문에, 하측 암(33)은 그러한 팽창력의 전체를 안정하게 보내도록 충분히 커야 한다.
제2a-2b도의 장치는 기지의 평행사변형 양정 장치의 수 종의 표본이다. 전형적으로, 그러한 평행사변형 형의 현가장치는 표준의 쌍 빔 양정 보다 양정고 능력(lift height capability)이 더 있다. 제2a도와 제2b도의 평행사변형 장치의 고안에서는, 예를 들어, 부속물(41)이 하 트레일링 빔 또는 컨트롤 암(33)에 부착돼 있으며 중간 브래킷(43)은 축지점(45)에서 추축식으로 부속물에 부착돼 있다. 공기 스프링 또는 에어 벨로즈(47)은 일 단이 중간 브래킷(43)에 부착돼 있고 그의 타 단이 프레임 브래킷(31)에 부착돼 있다. 쌍 빔 양정 장치(예, 제1도)는, 더 들어올리게 하는 평행사변형 현가장치의 중간 브래킷(43)과 부속물(41)에 대한 상대물을 가지지 않는 것을 제외하고는, 양정 공기 스프링의 각능력(angular capablities)이 초과되기 전은 그의 빔을 같은 방식으로 올리고 내린다. 이는 중간 브래킷과 부속물의 부가가 팽창과 수축에 걸친 어코디언 효과를 벨로즈(47)이 제1도보다 적게 당하게 하기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 어코디언 효과는 완전히 제거되지 않는다.
제2a도와 제2b도에 보인 평행사변형 형 양정 장치의 제1도에 보인 그 것에 대한 결점은 중간브래킷(43)에 부속물을 연결하는 추가의 축지점(45)을 채용할 필요성에서 나타난다. 다시 말하면, 벨로즈(47)의 일방향의 팽창/수축은 그 설계에서 또한 고려되어야 한다. 예를 들면, 축지점(45)의 추가는 현가장치에 잠재적 마손점을 부가하며 따라서 정비필요를 증대시킨다. 축지점(45)가 소용되기 때문에 이러한 결점은 제거될수가 없다.
물론, 그 결과의 일방향 팽창의 벨로즈(47)은, 실제로 큰 하 컨트롤 암(33)과 아주 큰 팽창 벨로즈(47)의 필요를 야기한다.
제2a도와 제2b도에 보인 평행사변형 양정 차축 현가장치의 일 변형물은 복수의 패스너를 포함하는, 턴 버클(turn buckle)(도시되지 않음) 조정 기구를 상 턴트롤 암(35)에 활용하여 그 것이 상 컨트롤 암의 길이를 유효하게 조정하며 따라서 액슬 시트의 기울임을 통해 액슬(39)의 캐스터 각을 조정한다. 이 것은 액슬의 캐스터(또느 피치)에 대하여 필요시 변동시키게 한다. 예를 들면, 후부의 부분에 짐을 무겁게 실은 트럭은, 그 트레일러의 후부에 추가의 무게가 부가되는 때, 그 트럭이 그의 후부에 하향으로 힘이 주어져 노면에 가까워지기 때문에, 공차 때 보다 노면에 더 가까운 그의 후단을 가진다. 이것이 액슬의 우선 캐스터를 변화시키어, 캐스터 조정을 필요하게 한다.
위에 설명한 턴 버클 조정 기구의 결점은 상 컨트롤 암 상에 패스너의 수를 대략 넷 더 증가시킴으로써, 죄어여 유지되어야 하는 패스너의 수를 증가시킨다는 것이다.
제2a도와 제2b도에 예증한 평행사변형 양정 차축 현가장치는, 부속물(57)에와 완충 부착대(55)를 경유하여 자동차의 프레임에와에 장착된 쇽업소버(53)을 또한 포함하고 있다. 차축과 컨트롤 암의 진동을 쇠락시키도록 평행사변형 현가(50)에 쇽업소버를 설치하는 것이 종종 바람직한 것이다. 제2a도와 제2b도는, 부속물(57)이 액슬의 후측에서 연장하여, 쇽업소버(53)의 하단이 부속물(57)에 접속되고 있으며 쇽업소버의 상단이 완충 부착대(55)에 접속되고 있는, 한 대표적 쇽업소버 설치를 보인다.
이 형식의 쇽업소버 설치의 결점은 이러하다. 즉, 상 완충 부착대가 현가의 설치물에 의해 설치되어야 하여 부속물(57)의 존재가 요구된다. 제2도에 보인 쇽업소버의 위치, 액슬(39)의 후방은 이상적이지 못하여 쇽업소버로 하여금 바라는 것 이상으로 빨리 마손하게 한다. 게다가, 제2도에 보인 쇽업소버의 위치는 자동차 섀시 아래에 실제적인 공간을 필요로 하며 어떤 정해진 종류의 자동차에서는 그 것이 항상 가능하지는 않다.
미국특허 제5,018,756호는 일방향 기공식 양정 스프링(또는 에어 벨로즈)가 팽창하고 수축함으로써 어코디언 효과를 입는 현가 장치를 개시하고 있다. 이 것은 위의 논의 처럼, 공기 스프링의 효율과 양정능력을 감소시킨다. 이 특허는 벨로즈의 일방향의 각이룬 팽창과 수축을 제거하는 방법을 개시하지도 암시하지도 않고 있다.
미국특허 제3,861,708호는 양정 차축 현가장치의 상황에서 일방향 팽창 및 수축의 에어 벨로즈 또는 공기 스프링을 차축을 내리고 올리는 데 사용하는 것을 가르치고 있다. 이 특허는 구성요소의 중심(重心)을 가능한 한 에어 벨로즈의 종축선에 밀접하여 이동되도록 위치시킴에 의해 어코디언 효과를 기피하는 장점을 가르친다. 그러나, 이 특허는 일방향 팽창 공기 스프링을 쌍 빔 평행사변형 형의 양정 차축과 함께는 사용하지 않고 있다.
상기에서, 기술분ㅇ에는 비용과 중량을 감소하고, 벨로즈를 양방향으로 팽창 수축하며, 하 컨트롤 암과 에어 벨로즈의 관련 치수를 감소하여, 양정능력을 증대시키며, 또 정비를 감소할 수 있는 평행사변형 형의 차축 현가장치에 있어서 차축 들러올리는 더 좋은 수단의 필요가 존재하고 있다는 것이 분명해진다. 가장 비용이 유효하고, 내구력이 있으며, 정비필요를 감소하게 되는, 간단한 캐스터 각 조정 기구와 더 효과적인 쇽업소버 설치 수단을 마련할 필요가 기술분야에 더 존재하고 있다는 것이 또한 분명하다.
본 발명은, 기술분야에 있어서의 상기 설명의 필요를, 자동차의 노면접촉을 지지하는 일차 수단을 마련하는 적어도 둘의 비양정가능의 차륜 지닌 현가를 포함하는 차륜 자동차의 차륜을 지닌 양정 차축 현가에 있어서, 프레임 브래킷을 함유하는 양정 차축 현가장치, 축지점에서 프레임 브래킷에 추축식으로 부착된 제1의 단과 차축 접속 수단에 접속된 제2의 단을 가진 상과 하의 컨트롤 암들, 및 양정 차축 현가의 차륜을 노면과 접촉하게 또 접촉하지 않게 내리고 끌어올리는 수단을 마련하고, 그 개선이: 노면과의 접촉에서 차륜을 끌어올리는 수단이 각 단에 판 수단(plate means)에 의해 형성된 제1의 단과 제2의 단을 가진 양방향의 팽창 및 수축 수단을 포함하고 있고, 양정 차축 현가의 차륜을 노면과 접촉하게 내리고 노면과의 접촉에서 떨어지게 들어올릴 경우 그판 수단은 컨트롤 암들에 그런 식으로 부착되어 그렇게 위치되어서 그 양방향의 수단이 팽창 및 수축되는 때 그 판 수단은 상호에 대하여 사실상 평행으로 남아 있는 것으로 이루어짐에 의해, 달성한다.
확실한 우선 실시양태에 있어서 그 양방향 수단은 자동차의 공기장치의 멀리서 작동하는 팽창가능하고 수축가능한 에어 벨로즈이다. 또 그 이상의 실시양태에 있어서는 상기 현가의 차륜을 노면접촉 상태로 내리는 수단은 또 하나의 에에 벨로즈 수단을 포함하고 있고, 그 것은 들어올리는 에어 벨로즈의 팽창 및 수축에 있엇 차륜을 노면접촉 상태로 내린다.
본 발명은, 기술분야에 잇어서의 상기 설명의 필요를, 하향으로 연장하는 프레임 브래킷; 각각 제1의 단과 제2의 단을 가지어, 상과 하의 컨트롤 암의 제1의 단이 프레임 브래킷에 추축식으로 부착돼 있는, 상과 하의 컨트롤 암들; 상과 하의 컨트롤 암의 제2의 단에 부착된 액슬 접속 수단; 상과 하의 컨트롤 암을 프레임 브래킷에 대하여 동시에 선회시킴으로써 차축 접속 수단을 끌어올리고 내리는 수단; 그리고 제1 및 제2의 단을 가지어, 제1의 단이 상 컨트롤 암에 부착되고 또 제2의 단이 하 컨트롤 암에 부착돼 있는 쇽업소버로 이루어지는, 차축 현가장치를 차륜자동차에 마련함에 의해, 성취한다.
확실한 우선 실시양태에 있어서, 컨트롤 암을 동시에 선회시키는 수단은 판 수단에 의해 각각 형성된 제1과 제2의 단을 가진, 양방향 팽창 및 수축의 에어 벨로즈로 이루어져 있고, 에어 벨로즈의 양방향 팽창 및 수축 중 판 수단이 서로에 대하여 사실상 평행을 지킨다.
본 발며은, 기술분야에 있어서의 상기 설명의 필요를, 상과 하 컨트롤 암이 서로와 함계 이동함으로써 액슬 시트를 끌어올리고 내리며: 컨트롤 암 주의 하나가 펀심의 캠에 의해 액슬 시트에 접속되고 있으며; 그 편심 캠이 액슬 시트에 부착되게 되는 액슬의 캐스터 각을 변화시키는 수단을 포함하는, 액슬 현가장치를 차륜자동차에 마련함에 의해, 성취한다.
확실한 그 이상의 우선 실시양태에 있어서, 에어 벨로즈는 컨트롤 암과 에어 벨로즈 양자에 고정하여 접속돼 있는 적어도 둘의 부속물을 통해 상기 컨트롤 암들에 부착되며, 컨트롤 암은 삼각형 횡단면 형상을 가지어 액슬 시트와 프레임 브래킷의 양자에 추축식으로 접속돼 있으며 상과 하 컨트롤 암이 에어 벨로즈의 팽창 및 수축 중 서로에 대하여 사실상 평행을 지킨다.
본 발명의 아직 그 이상의 우선 실시양태에 있어서, 그 편심의 캠은 하나의 볼트에 부착돼 있고 그 볼트가 액슬 시트에 형성된 슬롯에 슬라이드가능하게 장착돼 있으며 캐스터 각을 변경하는 수단이 캠의 각기의 축들에 위치된 캠 접촉 부재들을 포함하고 있다.
그 이상의 우선 실시양태에 있어서, 쇽업소버는 상과 하 컨트롤 암에 추축식으로 부착돼 있으며 팽창 수단에 컨트롤 암을 접속하는 부속물은 a) 팽창 단 판들 중의 하나와; 그리고 b) 컨트롤 암들 중의 하나의 양자에 부착돼 있으며; 팽창 수단의 단판들의 각각이 그들의 각각의 종방향에 사실상 등거리에 팽창한다.
이제, 본 발명을 첨부의 도면에 예증된 바와 같은 그의 특정 실시양태에 관하여 설명한다.
제3a도는 본 발명의 제1의 실시양태의 양정 차축 현가를 들어올린 상태를 보이고 있으며 차축(75)에 부착된 차륜(도시치 않음)이 노면과의 접촉에서 들어올려져 있다. 제3b도는 차축에 부착된 차륜이 노면과 접촉상태에 있는, 완전 반발 또는 내린 상태의 양정 차축 현가를 보이고 있다. 들러올림 및/또는 내림 수단으로서 채용되는, 에어 벨로즈를 팽창시키고 수축시키는 기구와 제어장치는 기술분야에 잘 알려져 있으며 상식이다.
그 것들은 에어를 에어 브레이크와 에어 컴프레서 수단으로부터 벨로즈와 접속하는 여러가지 에어 라인과, 운전자에 의한 조작을 위해 자동차의 운전실에 위치시킨 제어 기구로 이루어져 있다.
제3a도와 제3b도에 보인 바와 같이, 본 발명에 의한 양정 차축 현가의 실시양태의 일축은 하향으로 연장하는 프레임 브래킷(61)을 포함하고 있고 그 것은 자동차의 프레임 부재에 부착돼 있다. 물론, 제3a-b도에는 현가의 절반만이 도시되고, 다른 절반은 차량의 타측에 복제로서 위치되고 있으며 그 둘의 반들이 차축(75)에 의해 접속되고 있다는 것을 이해할 것이다.
상과 하 컨트롤 암(65와 67)은 제1 및 제2의 단들을 가지고 있으며, 사실상 같은 길이로 돼 있다. 상과 하 컨트롤 암(65와 67)의 제1의 단들은 추축점(69)에서 프레임 브래킷(61)에 추축식으로 부착돼 있다. 상과 하 컨트롤 암의 제2의 단들은 액슬이 장착된 액슬 시트(71)에 추축점(73)에서 추축식으로 부착돼 있다. 상과 하 컨트롤 암(65와 67), 프레임 브래킷(61), 및 액슬 시트(71)은 모두 상호에 추축식으로 접속돼 있으며 그에 의해서 평행사변형 배열을 형성하고 있는 것이다. 이러한 특수 형식의 평행사변형 구성에 있어서는, 도시와 같이, 상과 하 컨트롤 암(65와 67)은 항사 사실상 상호 평행을 지킨다.
각각의 컨트롤 암에는 부속물(77)이 고정하여 부착돼 있다. 양방향의 팽창과 수축 에어 벨로즈(79)가 부속물들(77) 사이에 위치돼 있는 부속물들(77)에 접속하는 사실상 평행의 대향 단판들(81과 83)을 가지고 있다. 부속물(77)은 에어 벨로즈(79)의 종축선에 사실상 직각의 방향에 연장하고 있다. 만약 원한다면 에어 벨로즈의 대신코일스트링, 또는 타의 양방향 팽창 및 수축의 수단을 사용하여도 좋다.
알 수 있는 바와 같이, 양방향 에어 벨로즈(79)가 팽창되는 대, 대향하는 부속물들(77)에는 사실상 같으나 반대의 양방향 힘을 그 것이 부가하는 것이다. 제3a도에 보인 바와 같이, 에어 벨로즈(또는 고익 스프링)에 의해 사실상 반대 방향으로 발휘된 이들 양방향의 힘은 상과 하 컨트롤 암으로 하여금 들어올려지게 하고, 그 것은 차축(75)와 그에 부착된 차륜(도시치 않음)을 노면과의 접촉에서 들어올려지게 한다.
용어 양방향은 여기에서 벨로즈가 직선으로 사실상 반대 방향의 둘의 상태에 팽창(또는 수축)하며 따라서 상과 하 컨트롤 암들 사이의 벨로즈의 들어올리는(그리고 내리는)힘을 분할함을 의미함에 사용된다.
정형적 공기 스프링(85)는 노면 접촉상태에 내려진 때 차륜의 노면 접촉 중 차축진동과 교합력으로부터 보호하는 한편 차축과 그에 부착된 차륜을 하향으로 치우치게 하여 노면 접촉 상태에 그 것들을 적당하게 보지하기 위하여 액슬 시트에 접속되고 있으므로 현가는 그렇게 내려진 경우 안전을 위해서나 공도 중량법에 규정되는 처럼의 그의 기도된 몫의 자동차 하중을 담지하는 것이다. 이 목적을 위해 이들 벨로즈에 자동적으로 적용되는 공기의 양은 기술분야에 잘 알려져 있다. 공기 스프링(85)는 공기 스프링 배그 부착대(89)에 의해 자동차의 섀시에 부착돼 있다.
본 발명의 평행사변형 양정 차축 현가의 여러가지 실시양태의 장점은 이러하다. 즉, 양방향 팽창 및 수축 벨로즈(79)는, 벨로즈의 기증력이 상과 하 컨트롤 암 간에 대략 균등하게 배분되기 때문에, 본 바렴의 여러가지의 실시양태에 대해 통상 채용되어야 하는 것에 비해 보다 작은 들어올림 에어 벨로즈와 보다 낮은 컨트롤 암을 활용하게 한다. 게다가, 에어 벨로즈(79)는 선행기술에서 처럼 프레임 행어 브래킷에 위치돼 있지 않으며 따라서 행어 브래킷(61)을 보다 작고 가볍게 그리고 더 비용 유효하게 제조할 수 있다. 에어 벨로즈(79)의 팽창 및 수축에 의해 차축을 들어올리고 내리는 동안, 에어 벨로즈 단들이나 단판들(81과 83)이 사실상 서로에 대해 평행을 지키고 따라서 어떠한 중대한 어코디언 효과를 배제하여 에어 벨로즈의 기중력과 효율을 최소화하는 것은 또 하나의 장점이다. 에어 벨로즈(79)의 양방향 팽창 및 수축 중 에어 벨로즈 단판들(81과 83)이 사실상 평행을 지킨다는 사실은 위에 논급한 바와 같이 공기 스프링의 수명을 연장하며 보다 작은 에어 벨로즈가 사용되게 한다. 본 발명의 양정 차축 현가장치은 단순화 되었고, 내구성이 최대화 되었으며, 또 보수정비가 최소화 되었다.
제4도는 제3b도에 보인 선 A-A를 횡당하는 횡단면도이다. 제4도는 상과 하 컨트롤 암(65와 67)의 삼각형 횡단면 설계의 도시이며 그 것은 양방향 에어 벨로즈(79)를 컨트롤 암에 매우 근접하여 장착되게 하고 있다. 이 삼각형 횡단면 설계는 보다 소형의 현가장치를 마련하며 자동차의 타의 구성요소에 대한 추가의 공간을 허용한다. 에어 벨로즈(79)과 컨트롤 암(65와 67)에 그렇게 근접하여 있기 때문에, 컨트롤 암의 굽힘모먼크 응력을 또한 최소화 한다. 굽힘 모먼트 응력의 그러한 최소화는 그의 구성요소의 평균수명을 길게 한다.
제4도는 부속물(77)의 평면(91)을 또한 도시하여 에어 벨로즈 단판들(81과 83)과 컨트롤 암(65와 67) 양자에 고정하여 장착된 부속물의 평면(91)을 보이고 있다. 부속물(77)은 볼트나 용접 또는 기타를 사용하여 컨트롤 암과 단판들에 부착시킬 수가 있다. 부속물들은 구조를 단순화 하기 위해 컨트롤 암들 및 /또는 공기 스프링 단판과 일체로 형성되어도 또한 좋다.
제5a도는 상과 하 컨트롤 암(65와 67)의 액슬 시트 단의 클로즈업 그림이다. 상 컨트롤 암(65)의 액슬 시트 단은 볼트 축(93)과 볼트 머리(95)를 가진 볼트로 액슬 시트(71)에 부착돼 있다. 그 볼트는, 볼트 머리(95)에 형성되었거나 또는 부착된 편심 캠(97)이 마련돼 있다. 편심 캠(97)은, 소요되는 만큼 차축(75)의 캐스터 또는 피치를 조정수 있는 것이다. 편심 캠(97)을 돌릴 때, 볼트의 축(93)은 액슬 시트(71)에 형성된 슬롯(92) 안에서 전과 후로 이동한다. 이 편심 캠과 슬롯 배열의 정미 효과(net effect)는 상 컨트롤 암이나 평행사변형을 형성하는 네 링크의 어느 것의 길이의 변동없이 차축(75)의 캐스터(또는 피치)를 변동시키는 데 있으며, 따라서 사실상 완전한 평행사변형을 유지하면서, 캐스터 각을 값로 변경시킬 수 있는 것이다. 캠(97)이 회전되는때, 액슬 시트(71)에 부착돼 있는, 평형의 캠 접촉 부재(99)는 전이나 후로 밀리며 그에 의해 액슬 시트(71)을 이동시켜 각로 지시된 범위에 차축의 캐스터를 변경한다. 각는 캠 조정 기구를 통해 차축의 캐스터를 그 것이 조정할 수 있는 양을 말한다. 선택적으로, 편심 캠을 상 컨트롤 암 대신 하 컨트롤 암에 마련하여도 같은 결과를 성취하게 된다. 캠의 크기와 슬롯의 길이는 차축의 캐스터가 얼마나 많이 조정될 수 있는지를 나타낸다.
자동차가 전방의 방향으로 구동되는 때 효과적으로 자기조향하게 되몰 차축(75)를 전방 피치 약 5 또는 85°캐스터에 유지하는 것이 바람직하다. 이 희망 캐스터는 제5c도에 보이고 있으며 5°전방 피치는 85°캐스터나 수평에 관한 85°각과 대등하다. 캐스터 각을 조정할 필요가 생기는 때 볼트 머리(95)를 간단히 회전시켜 차축(75)의 캐스터 또는 피치를 간단히 그리고 효과적으로 변동하게 돼 있다. 제5b도는 제5c도의 영점의 또는 중립의 위치에서 시계방향에 돌린 캠 볼트(95)를 보이고 있다. 볼트(95) 및 캠(97)의 이러한 시계방향 회전의 결과는 캐스터가 85°에서 82°로 변동시킨다.
제5d도는 제 5c도에 보인 위치에서 시계 반대방향으로 회전시킨 볼트(95)와 캠(97)을 보이고 있다. 이 시계 반대방향의 회전의 결과는 88°의 조정된 차축 캐스터 조정의 양을 결정한다. 상기에 설명한 차축 캐스터 조정 기구은 전방향이나 후방향 피치의 어느 것을 가진 차축과의 사용에 용이하게 적합할 것이다.
차축(75)의 캐스터(또는 피치)는, 양정 액슬 현가의 평행사변형 성질 때문에, 차축(75)를 올리고 내리는 동안 사실상 일정하여 변하지 않는다(컨트롤 암이 사실상 평행을 지킨다). 상기에 논급한 캐스터 조정 기구는 그 것이 단순하여 정비가 덜 필요하며, 부품을 보다 적게 필요로 하고, 평행 현상의 상실을 야기하지 않으며, 또 설치와 조정이 보다 용이하다는 점에서 선행기술의 그 것에 대하여 증대한 개선인 것이다.
제6a도와 제6b도는 본 발명의 제2의 실시양태의 그림이다. 이 실시양태는, 쇽업소버(101)이 상과 하 컨트롤 암(65와 67) 양자에 추축식으로 부착돼 있는 것을 제외하고는 제3도-제5도에 보여 설명한 것과 동일하다. 이 제2의 실시양태에 있어서는 양방향 팽창 및 수축 에어 벨로즈(79)가 현가의 내측에 장착돼 있으며, 따라서 현가의 외측 구역을 쇽업소버 설치 용에 허락하고 있는 것이다. 쇽업소버(101)은 차축(75)의 전방에 배치돼 있어서 그들의 하단이 추축점(73)에서 하 컨트롤 암(67)에 직접적으로 부착돼 있으며, 또 그들의 상단은 추축점(105)에서 상 컨트롤 암(65)에 직접적으로 접속돼있다.
이 실시양태에서, 쇽업소버(101)의 위치, 차축의 전방은 선행기술에 대해 향상이다. 이 위치는 쇽업소버(101)을 상과 하 컨트롤 암들에 부착하는 것과 겸비되어, 충격 행정을 최소화 하여 충격 내용년수를 최대화 한다. 쇽업소버 위치와 본 발명의 요소들의 부착은 간단하고, 무게가 적으며, 선행기술의 그 것들 보다 생산이 값싸다. 상과 하 충격 부속품들이 사전에 위치되며, 그에 의해 오위치의 가능성을 배제하는 것이 또하나의 장점이다. 또한, 본 실시양태에 있어서 쇽업서버의 위치는 현가의 구성공간을 최소화함으로써 자동차 셰시의 아래 쪽에 타의 자동차 구성요소를 위한 공간을 더 하고 있다. 게다가, 쇽업소버가 상과 하 컨트롤 암에 직접적으로 부착돼 있기 때문에 그들 자신의 쇽업소버의 무게와, 길이 및 비용이 최소화 된다.
제7도는 제6a도와 제6b도에 보인 실시양태의 입체도이다. 제7도에 보인 바와 같이, 현가의 전방 단의, 프레임 브래킷들(61)은 자동차 섀시 사이드 프레임 부재(63)에 접되게 모두 적합돼 있으며, 쇽업소버(101)과 양방향 에어 벨로즈(79)는 각 컨트롤 암(65와 67)의 반대측에 위치돼 있다. 차축(75)는 액슬 시트(71)에 접속돼 있으며 그의 양측 단에 일 이상의 차륜을 받게 적합돼 있다. 볼트나 용접 또는 어떤 타의 적당한 수단을 이용하여 차축(75)를 액슬 시트(71)에 접속하여도 좋다. 제7도에서 알 수 있는 바와 같이, 치추침 공기 스프링(85)는 부착대(89)를 통해 자동차 섀시 사이드 레일 프레임 부재(63)에 또한 부착돼 있다.
제8a도와 제8b도는 본 발명의 실시양태(예를 들어, 제3도-제7도)의 현가를 장비한 차륜 자동차(107)(예를 들어, 세미트레일러 또는 중량 트럭의 후부)의 도시이다.
차륜 자동차(107)은 적어도 둘의 비양정가능의 차륜 버팀 현가와 그에 부착된 차륜들(109)를 포함하고 있다. 이들 비양정가능의 차륜 버팀 현가는 자동차의 노면 접촉을 위한 지지의 일차적인 수단을 마련하고 있다. 그 차륜자동차는 본 발명의 실시양태의 현가장치와 그에 부착된 차륜들(111)을 또한 장비하고 있다. 제8a도와 제8b도는 차륜 자동차(107)에 장착된 양정 차축 현가장치와 고정된 비양정 가능 차축 현가 장치 양자의 차륜들(111과 109)를 도시하고 있다. 제8a도는 노면(113)과의 접촉에서 들어롤려진 차륜(111)과 함께 끌러올려진 상태의 양정 차축 현가와 그에 부착된 차륜(111)의 도시이다.
제8b도는 노면과 접촉된 차륜(111)과 함께 내려진 본 발명의 양정 차축 현가장치의 양정 차축 현가의 도시이다. 제8도에 보인 차륜(111)은 위에 보여 설명한 차축(75)에 접속돼 있다.
양방향 에어 벨로즈가 팽창되는 때, 상과 하 컨트롤 암은 들어올려지게 야기되어 그것은 차륜들(111)을 노면과의 접촉에서 떨어져 들어올려지게 된다. 마찬가지로, 벨로즈(79)가 수축되면, 컨트롤 암들이 공기 스프링의 힘으로 인해 내려지게 되고, 제8b도에 보인 바와 같이, 차륜(111)이 노면과 접촉되게 된다.
여기에 개략한 양정 차축 현가를 형성하는 여러가지의 요소들이, 필요하다면, 어떤 적당한 수단을 이용하여 나란히 상호 접속될 수 있으며, 어떤 적당한 재료로 제작하여도 좋음을 기술분야에 숙련한 이들에게는 분명해질 것이다.
일단 상기의 개시가 주어져 많은 타의 구성과 변경 및 개량이 숙련 기술인들에게 분명해질 것이다. 그러한 타의 구성과, 변경 및 개량은 따라서 본 발명의 일부로 고려되며, 그의 범위는 하기의 특허청구의 범위에 의해 결정된다.
Claims (32)
- 차륜 버팀에 있어서, 적어도 둘의 비양정가능의 차륜 버팀 현가를 포함하고 있는 차륜자동차의 양정 차축 현가 장치가 상기 자동차의 노면접촉을 위한 지지의 일차적 수단을 마련하고 있고, 그 양정 차축 현가 장치는 프레임 브래킷, 상기 프레임 브래킷에 추축점에서 추축식으로 부착된 제1의 단들과 차축 접속 수단에 접속된 제2의 단들을 가진 상과 하의 컨트롤 암들, 및 상기 양정 차축 현가의 상기 차륜들을 노면과의 접촉상태에서 끌어올리고 내리는 수단으로 일어지고,노면과의 접촉에서 상기 차륜들을 끌어올리는 수단이 판 수단에 의해 각각의 단에 구성된 제1 및 제2의 단을 가진 양방향의 팽창 및 수축 수단을 포함하고, 상기 판 수단은 상기 컨트롤 암에 그러한 방식으로 그렇게 위치되어서 상기 양정 차축 현가의 상기 차륜이 노면과의 접촉상태로 내려지거나 노면과의 접촉상태에서 들어올려질 경우, 상기 양방향 수단이 팽창되거나 수축되는 때 상기 판 수단은, 상호에 대해서, 사실상 평행을 지키는 개량이 이루어져 있는,양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,상기 판 수단이 상기 상과 하 컨트롤 암들 사이의 상기 팽창 수단의 팽창력을 대략 균등하게 배분하도록 상기 반대 방향에 대략 균등하게 이동하는 양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,상기 컨트롤 암들이 삼각형 다념 형상을 가지고 있는, 양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,상과 하 컨트롤 암들이 상기 차축 접속 수단에 추축식으로 접속돼 있는 양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,상과 하 컨트롤 암들이 상기 에어 벨로즈의 상기 팽창과 수축 중에 상호에 사실상 평행을 지키는 양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,상기 차축 접속 수단이 그에 장착되는 차축을 받게 적합된 액슬 시트를 포함하고 있는, 양정 차축 현가 장치.
- 제5항에 있어서,차축이 상기 액슬 시트에 장착되는 양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,상기 에어 벨로즈들이, 컨트롤 암과 에어 벨로즈의 양자에 고정하여 접속돼 있는 적어도 둘의 부속물에 의해 상기 컨트롤 암에 부착되는 양정 차축 현가 장치.
- 제7항에 있어서,각각의 부속물이 상기 판 수단 중의 하나와 상기 컨트롤 암 중의 하나의 양자에 부착된 평면을 포함하고 있는 양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,제1 및 제2의 단을 가진 쇽업소버를 더 포함하여 상기 제1의 단이 상기 상 컨트롤 암에 접속되고 상기 제2의 단이 상기 하 컨트롤 암에 접속돼 있는, 양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,상기 컨트롤 암들 중의 하나가 편신 캠 수단에 의해 상기 차축 접속 수단에 접속되고 그에 의해 상기 캠 수단이, 상기 차축 접속 수단에 부착되게 되는 차축의 캐스터 각을 변경하도록 조정될 수 있는 양정 차축 현가 장치.
- 제10항에 있어서,캠 수단이, 상기 캠 수단의 반대 축에 위치돼 상기 차축 접속 수단에 부착된 대향의 캠 접촉 부재들을 더 함유하는 양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,상기 에어 벨로즈가 상기 에어 벨로즈의 상기 양방향 팽창 및 수축 중 상기 차축 접속 수단과 상기 추축점의 사이에 오로지 배치돼 있는 양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,상기 차축접속 수단의 상면과 상기 자동차의 종으로 연장하는 프레임 부제의 사이에 부착된 치우침 공기 스프링을 더 함유하는 양정 차축 현가 장치.
- 지지의 일차적 수단으로서의 일차적 차축을 가지고 제1항의 양정 차축 현가 장치를 그에 장착하여 있고, 차륜들이 차축에 의해 상기 차축 접속 수단에 부착된 차륜 자동차.
- 제1항에 있어서,양방향 수단이 자동차의 공기 장치에서 떨어져 작동하는 팽창가능 및 수축가능의 에어 벨로즈인 양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,상기 현가의 차륜들을 노면접촉 상태로 내리는 상기 수단이 또 다른 에어 벨로즈 수단을 포함하고 있어, 그 것이 양정 에어 벨로즈의 수축에 있어 차륜들을 노면 접촉상태로 내리는 양정 차축 현가 장치.
- 제1항에 있어서,상기 단판 수단이 상기 양방향 수단의 각각의 단에 단판을 포함하고 있고 상기 단판들의 각각이 그 들의 각기의 종 방향에 사실상 같은 거리를 팽창하고 수축하는 양정 차축 현가 장치.
- 차륜 자동차의 차축 현가 장치로서,하향으로 연장하는 프레임 브래킷;제1의 단과 제2의 단들을 각각 가지어, 상기 단들이 상기 프레임 브래킷에 추축식으로 부착돼 있는 상과 하의 컨트롤 암들;상기 상과 하의 컨트롤 암의 제2의 단들에 부착돼 있는 차축 접속 수단;상기 상과 하의 컨트롤 암을 프레임 브래킷에 대하여 동시에 선회시킴으로써 상기 차축 접속 수단을 끌어올리고 내리는 팽창 수단; 및제1 및 제2의 단들을 가지어, 상기 제1의 단이 상 컨트롤 암에 부착되고 상기 제2의 단이 하 컨트롤 암에 부착돼 있는 쇽업소버,로 이루어지는, 차축 현가장치.
- 제19항에 있어서,상기 컨트롤 암들이 프레임 브래킷에 관해 선회시켜지는 때 상기 상과 하 컨트롤 암들이 사실상 평행을 지키는 양정 차축 현가 장치.
- 제19항에 있어서,상기 컨트롤 암들을 동시에 선회시키는 상기 수단이, 판 수단에 의해 각각 형성된 제1 및 제2의 단을 가진 양방향 팽창 및 수축의 에어 벨로즈이고, 상기 벨로즈의 양방향 팽창 및 수축 중 상기 판 수단이 상호 평행을 지키는, 양정 차축 현가 장치.
- 제21항에 있어서,상기 쇽업소버가 상기 상과 하 컨트롤 암들에 추축식으로 부착돼 있는 양정 차축 현가 장치.
- 제19항에 있어서,편심 캠을 가진 상기 차축 접속 수단에 상기 컨트롤 암들 중의 하나가 접속돼 있고 상기 차축 접속 수단에 접속된 차축의 캐스터를 조정하는 수단을 상기 편심 캠이 포함하고 있는 양정 차축 현가 장치.
- 차륜 자동차의 차축 현가 장치로서,상과 하 컨트롤 암이 서로 함께 이동함으로써 액슬 시트를 끌어올리고 내리며:상기 컨트롤 암들 중의 하나가 편심의 캠에 의해 상기 액슬 시트에 접속되고 있고; 또상기 액슬 시트에 부착되게 되는 차축의 캐스터 각을 변경하는 수단을 상기 편심 캠이 포함하고 있는,양정 차축 현가 장치.
- 제24항에 있어서,상기 액슬 시트에 상기 컨트롤 암들이 추축식으로 접속돼 있는, 양정 차축 현가 장치.
- 제24항에 있어서,상기 컨트롤 암들이 하양으로 연장하는 프레임 브래킷에 추축점에서 추축식으로 접속돼 있는 양정 차축 현가 장치.
- 제26항에 있어서,차국이 상기 액슬 시트에 접속돼 있고 차륜들이 사기 차축에 부착돼 있는 양정 차축 현가 장치.
- 제24항에 있어서,상기 편심 캠이 볼트에 부착돼 있고 그 볼트는 액슬 시트에 형성된 를롯에 슬라이드가 가능하게 장착돼 있는 양정 차축 현가 장치.
- 제28항에 있어서,캐스터 각을 변경하는 수단이 상기 캠의 반대 측들에 위치된 대향의 캠 접촉 부재들을 더 함유하는, 양정 차축 현가 장치.
- 제24항에 있어서,상과 하 컨트롤 암들에 추축식으로 장착돼 있는 쇽업소버를 더 함유하는, 양정 차축 현가 장치.
- 제30항에 있어서,상기 컨트롤 암들을 끌어올리고 내리기 위해 팽창하고 수축하며 상기 컨트롤 암들을 상기 추축점 둘에에 선회시키는 양방향 팽창 수단을 더 함유하고, 상기 양방향 팽창 수단이 판수단에 의해 각각의 단에 형성된 제1 및 제2의 단들을 가지고 있으며, 상기 팽창 수단이 팽창하고 수축하는 때 상기 판 수단이 반대 방향으로 이동하며 상호에 대해 사실상 평행을 지키, 양정 차축 현가 장치.
- 제31항에 있어서,상기 팽창 수단이 에어 벨로즈를 포함하고 있고, 상기 상과 하 컨트롤 암들 사이에 상기 팽창 수단의 팽창력을 대략 같게 배분하도록 상기 판 수단이 상기 반대 방향에 대략 균등하게 이동하는, 양정 차축 현가 장치.
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