KR0180365B1 - 자동차의 구동륜 현가장치 - Google Patents

Abstract

주행조건에 따라 캠버 및 트레드의 변화를 휠의 범프 및 리바운드 전구간에 걸쳐서 가장 이상적으로 제어하여 선회시 선회 안정성을 향상시키고, 직진시 승차감은 물론 직진 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 자동차의 현가장치로서, 휠을 회전 가능하게 지지하는 조향너클과; 조향너클의 하부를 차체에 연결하여 주는 로워 컨트롤 링크와; 상기 조향너클의 상단에 연결되어 컨넥팅 링크와; 상기 컨넥팅 아암을 차체에 연결하여 주기 위해 이것과 피벗 연결되어 있는 어퍼컨트롤 링크와; 쇽 업소오버와 스프링의 조립체로 형성되어 차체의 상하로 전달되는 외부로부터의 진동이나 충격을 흡수하는 스트러트 어셈블리와; 그리고 상기 어퍼컨트롤 링크와 상기 로워 컨트롤 링크의 사이를 연결하여 주는 컨트롤 링크를 포함하며, 상기 컨트롤 링크는 어퍼컨트롤 링크의 차체측 저면에 피벗연결되는 힌지부와, 상기 힌지부로부터 차체측으로 연장되는 수평아암과, 그리고 상기 힌지부로부터 하측으로 연장되는 로워컨트롤 아암에 연결되어 있는 수직아암으로 이루어져 있으며, 상기 스트러트 어셈블리는 그 상단이 인슐레이터에 의해서 차체에 연결되고, 그 하단은 상기 컨트롤 링크의 수평아암 선단부에 연결되어 있음을 특징으로 하는 구동륜 현가장치를 제공한다.

Description

자동차의 구동륜 현가장치

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 현가장치의 구성도.

제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 현가장치의 작동 상태도.

제3a도는 본 발명과 종래기술에 따른 캠버 변화의 차이를 보여주는 그래프 선도이고, b도는 본 발명과 종래기술에 따른 트레드 변화의 차이를 보여주는 그래프 선도.

제4도는 종래 기술의 설명을 위한 현가장치의 구성도.

[산업상 이용분야]

본 발명은 자동차의 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 주행조건에 따라 캠버 및 트레드의 변화를 휠의 범프측 뿐만 아니라 리바운드측에서도 가장 이상적으로 제어하여 선회시의 선회 안정성을 향상시키고, 직진시 승차감은 물론 직진 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 자동차의 현가장치에 관한 것이다.

[종래 기술의 설명]

일반적으로 자동차에 있어서의 현가장치라 함은 차축과 프레임을 연결하고, 주행중 노면으로부터 받는 진동과 충격을 흡수하여 승차감과 자동차의 안전성을 향상시키는 장치이다.

노면에서의 충격을 완화 하기 위해서는 상기 현가장치는 상하 방향의 연결이 유연하여야 하고, 휠에 발생되는 구동력, 제동력, 선회시의 원심력등을 이겨낼 수 있는 수평방향의 연결이 견고해야만 한다.

이러한 현가장치에는 그 구조적인 특성에 따라 여러 종류로 구분되어지며, 당해 차량에 가장 이상적인 기구학적 특성을 갖는 현가장치가 선별 적용되고 있다.

특히 승용차의 경우에는 차축을 분할하여 양 휠이 서로 관계없이 독립적으로 동작되게 하여 승차감과 안정성이 좋은 독립 현가장치를 적용하고 있다.

그리고 상기 독립 현가장치에는 여러 종류의 현가장치가 있는데, 최근 승용차의 조향륜에 널리 적용되고 있는 맥퍼슨 타입 현가장치를 일예로 설명하면 다음과 같다.

제4도에서 도시하는 바와 같이, 쇽 업소오버(51)와 스프링(52)이 일체로 형성되어 있으며, 그의 하단이 휠(50)을 회전가능하게 지지하는 너클(53)과 일체로 형성되어 있고, 상단은 차체(54)에 지지되는 완충기구인 스트러트 어셈블리(55)와; 상기 너클(53)의 하측을 차체(54)의 하부와 연결하여 주는 로워 컨트롤 링크(56)로 구성되어 있다.

이러한 맥퍼슨 타입 현가장치는, 휠(50)의 상하 진동시 로워 컨트롤 링크(56)가 휠(50)의 상하 운동 범위를 한정함과 동시에 이의 내단을 차체(54)와 연결하는데에 개재되는 탄성부시 연결부(57)에 의하여 완충작용을 하도록 하고, 완충기구인 스트러트 어셈블리(55)의 쇽 업소오버(51)와 스프링(52)의 완충작용에 의하여 노면으로부터 들어오는 충격이 차체(53)에 작게 전달되도록 하는 현가장치로서의 기능을 수행하게 된다.

그러나 상기와 같은 현가장치의 동작과정을 살펴보면, 주행조건에 따른 휠(50)의 상하진동시 로워 컨트롤 링크(56)가 길이가 한정되어 있는 상태에서 상하요동을 하게 된다.

따라서 휠(50)은 로워 컨트롤 링크(56)의 내단 연결부(57)를 기준으로 하는 로워 컨트롤 링크(56)의 길이에 의하여 형성되는 운동궤적(M)과 스트러트 어셈블리의 쇽 업소오버 피스톤 로드의 미끄럼 운동궤적에 의하여 상하운동을 하게 되는데, 이와 같이 휠(50)이 상하운동을 하게 되는 경우 승차감과 선회 안정성 및 주행 안정성에 크게 영향을 미치는 휠의 캠버 변화를 살펴보면 다음과 같다.

즉, 로워 컨트롤 링크(56)는 정상적인 상태에서는 그의 휠측단이 휠 중심의 하측에 위치하도록 설계되어 있는 바, 휠(50)의 상승시 휠(50)이 로워 컨트롤 링크(56)의 운동궤적(M)을 따라 상승되는 과정에서 일정의 높이 즉, 로워 컨트롤 링크(56)의 내측단 연결부(57)의 동일 높이까지는 운동궤적(M)의 곡률에 따라 그의 하측부가 외측으로 밀리면서 캠버각이 -쪽으로 커지게 된다.

그러나 휠(50)이 일정의 높이를 지난후에는 로워컨트롤 링크(56)가 그의 운동궤적(M)에 의하여 휠(50)이 하측부를 당기면서 상승하게 되는 바, 휠(50)의 캠버각은 다시 +쪽을 향하게 기울어지게 된다.

[본 발명이 해결하고자 하는 문제점]

상기와 같은 캠버각의 변화는 제4a도의 점선과 같은 상태로 나타나게 되며, 이러한 캠버각의 변화에 의하여 휠(50)의 트레드 변화 또한 제4b도의 점선과 같이 변화하게 됨으로써, 조향 특성에 많은 악영향을 주어 선회시 안정성이 결여되고, 직진시 주행 안전성이 좋지 않다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 제반 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 주행조건에 따라 캠버 및 트레드의 변화를 휠의 범프 및 리바운드 전구간에 걸쳐서 가장 이상적으로 제어하여 선회시 선회 안전성을 향상시키고, 직진시 승차감은 물론 직진 주행 안전성을 향상시킬 수 있는 자동차의 현가장치를 제공하려는 것이다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

이를 실현하기 위하여 본 발명은 휠을 회전 가능하게 지지하는 조향너클과; 조향너클의 하부를 차체에 연결하여 주는 로워 컨트롤 링크와; 상기 조향너클의 상단에 연결되는 컨넥팅 아암과; 상기 컨넥팅 아암을 차체에 연결하여 주기 위해 이것과 피벗 연결되어 있는 어퍼컨트롤 링크와; 쇽 업소오버와 스프링의 조립체로 형성되어 차체의 상하로 전달되는 외부로부터의 진동이나 충격을 흡수하는 스트러트 어셈블리와; 그리고 상기 어퍼컨트롤 링크와 상기 로워 컨트롤 링크의 사이를 연결하여 주는 컨트롤 링크를 포함하며, 상기 컨트롤 링크는 어퍼컨트롤 링크의 휠측 저면에 피벗연결되는 힌지부와, 상기 힌지부로부터 차체측으로 연장되는 수평 아암과, 그리고 상기 힌지부로부터 하측으로 연장하여 로워컨트롤 아암에 연결되어 있는 수직 아암으로 이루어져 있으며, 상기 스트러트 어셈블리는 그 상단이 인슐레이터에 의해서 차체에 연결되고, 그 하단은 상기 컨트롤 링크의 수평아암 선단부에 연결되어 있음을 특징으로 하는 구동륜 현가장치를 제공한다.

[실시예]

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도 및 제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현가장치의 사시도 및 작동상태도로서, 본 발명에 의한 현가장치는 휠(1)을 회전가능하게 지지하는 조향너클(2)과; 상기 조향너클의 상측으로 연결되는 컨넥팅 아암(10)과; 상기 컨넥팅 아암(10)과 조향너클(2)의 하단을 차체에 연결하여 주어 휠(1)을 포함하는 조향너클(2)이 차체(3)에 대하여 상하운동을 가능케 하는 어퍼 및 로워 콘트롤 링크(20)(30)와; 쇽 업소버(41)와 스프링(42)이 일체로 구성되어 있는 스트러트 어셈블리(40)와; 상기 어퍼컨트롤 링크(20)와 로워 콘트롤 링크(30)의 사이를 연결하여 주는 콘트롤 링크(50)를 구비하여 구성된다.

상기 조향너클(2)은 종래와 마찬가지로 휠(1)을 회전 가능하게 지지하며, 본 발명의 구동륜 현가장치에 관계된 것이므로 도시하는 바와 같이 중앙부에 관통공(4)이 형성되어 이에 구동축이 관통되어 그의 선단으로는 도시하고 있지 않은 스핀들이 장착되어 휠(1)을 구동시키게 된다.

그리고 상기 조향너클의 후측에는 돌출부(6)가 형성되어 공지의 타이로드(7)가 볼 죠인트 연결되어 조향시 타이로드(7)의 동작에 의하여 조향너클(2)의 조향이 이루어지도록 형성된다.

상기 조향너클의 상단에 연결되는 커넥팅 아암(10)은 차체의 횡방향으로 배치되며 그 차체측단은 어퍼 컨트롤 링크(20)의 휠측단과 힌지연결된다.

상기 컨넥팅 아암(10)과 차체(3)를 연결하여 주는 어퍼 컨트롤 링크(20)는 스트러트 어셈블리(40)와의 간섭이 일어나지 않도록 내측단이 분기되면서 2개의 차체측 연결부(21)가 형성되어 차체의 브라켓과 고무부시를 개재시켜 피봇 연결된다.

그리고 상기 조향너클(2)의 하단을 차체의 서브프레임과 연결하여 주는 로워 컨트롤 링크(30)는 전후 두개의 아암으로 형성되며, 그의 양단에는 연결부(31)(32)가 형성되어 차체측 연결부(31)는 서브프레임의 브라켓에 고무부시를 개재시켜 피봇 연결되고, 휠측 연결부(32)는 평면상으로 한데 모아져 조향너클(2)의 하면에 볼 죠인트 연결된다.

상기 어퍼 및 로워 컨트롤 링크(20)(30)들을 차체와 조향너클(2)에 연결하는데 사용되는 고무부시와 볼 조인트는 종래 현가장치에 적용되는 것과 동일한 것을 사용하게 되며, 이들을 조향너클(2)을 포함하는 휠(1)이 차체에 대하여 상하 운동이 가능하도록 한다.

그리고 상기 연결부(21)(31)에 사용되는 고무부시는 적당한 탄성을 갖고 어퍼 및 로워 컨트롤 링크(20)(30)의 상하 유동을 적정하게 제어하게 된다.

한편, 어퍼 컨트롤 링크(20)와 로워 컨트롤 링크(30) 사이를 연결하여 주는 컨트롤 링크(50)는 상기 어퍼컨트롤 링크(20)의 저면과 피벗연결되는 힌지부(501)를 중심으로 차체측으로 연장되는 수평아암(502)과 하부가 상기 로워 컨트롤 아암(30)의 상면에 볼조인트 연결되는 수직아암(503)으로 이루어져 있다.

상기 수직아암 역시도 본 발명이 구동륜에 관계된 현가장치인바 중심부에 관통공(4')이 형성되어 구동축이 이곳을 관통하도록 형성하였다.

한편 완충부재인 스트러트 어셈블리(40)는 상단이 인슐레이터 지지부(43)로 차체에 지지되고, 그의 하단은 상기 컨트롤 링크(50)의 수평아암(502) 선단부에 볼 조인트 연결되어 차체의 상하방향으로 입력되는 충격을 흡수 감쇠하는 역할을 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 작용 효과를 제2도와 함께 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

노면에서의 반력(F)등으로 인하여 휠이 상승하면, 이 상승력은 스트러트 어셈블리(40)에 의해서 흡수되면서 이와 동시에 스트러트 어셈블리의 하부에 연결되어 있는 컨트롤 링크(50)의 수평아암(502)은 차체의 상대적 하강에 의해서 하측으로의 힘(F')를 받게 된다.

이렇게 수평아암(502)이 힘을 받게 되면 상기 컨트롤 링크(50)는 도면에서 시계방향으로 회전하게 된다.

이렇게 상기 컨트롤 링크(50)가 시계방향으로 회전하면 그 힘은 로워컨트롤 링크를 외측으로 밀어주는 힘(F)로 작용하게 되어 이 로워 컨트롤 링크의 차체측 연결부(31)의 부시를 휠측으로 당기면서 휠이 상승하게 된다.

또한 이와는 반대로 상기 컨트롤 링크(50)의 힌지부(501)와 연결되어 있는 어퍼컨트롤 링크(20)는 상기 컨트롤 링크(50)가 시계방향으로 회전하게 됨에 따라 이 어퍼컨트롤 링크(20)을 차체측으로 당기게 되는데, 이때 이 어퍼컨트롤 링크(20)와 연결되어 있는 컨넥팅 링크(10)는 어퍼컨트롤 링크(20)와 피벗 회전하면서 조향너클의 상부를 차체측으로 당기게 된다.

결국 휠(1)의 하측부는 외측, 즉 차량의 휠측으로 밀리게 되고, 이와는 반대로 휠의 상측부는 차체측으로 당겨지게 되므로 휠의 펌프나 리바운드시에서 -쪽으로 캠버각이 커지게 된다.

이와 같은 현가장치의 동작에 의한 캠버의 변화는 제3a도의 실선과 같이 나타나며, 이는 점선과 같은 종래의 캠버에 비하여 -캠버로 선형적으로 변하게 되므로 선회시 대지 캠버를 0으로 만들어 주어 한계 선회 성능이 향상된다.

그리고, 상기 캠버의 변화에 의하여 트레드 또한 제4b도의 실선과 같이 약간 커지는 방향으로 선형적으로 변하는 바, 조향 특성이 개선되어 선회성능을 향상시키게 된다.

또한 직진시에는 캠버 및 트레드 변화가 적게 발생하여 승차감은 물론 직진 주행 안정성에 크게 기여할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 간단한 구조로서 자동차의 주행 조건에 따라 캠버의 변화를 가장 이상적으로 제어하여 선회시 선회 안정성을 향상시키고, 직진시 승차감은 물론 직진 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 휠을 회전 가능하게 지지하는 조향너클과; 조향너클의 하부를 차체에 연결하여 주는 로워 컨트롤 링크와; 상기 조향너클의 상단에 연결되어 컨넥팅 아암과; 상기 컨넥팅 아암을 차체에 연결하여 주기 위해 이것과 피벗 연결되어 있는 어퍼컨트롤 링크와; 쇽 업소오버와 스프링의 조립체로 형성되어 차체의 상하로 전달되는 외부로부터의 진동이나 충격을 흡수하는 스트러트 어셈블리와; 그리고 상기 어퍼컨트롤 링크와 상기 로워 컨트롤 링크의 사이를 연결하여 주는 컨트롤 링크를 포함하며, 상기 컨트롤 링크는 어퍼 컨트롤 링크의 차체측 저면에 피벗연결되는 힌지부와, 상기 힌지부로부터 차체측으로 연장되는 수평 아암과, 그리고 상기 힌지부로부터 하측으로 연장되어 로워컨트롤 아암에 연결되어 있는 수직 아암으로 이루어져 있으며, 상기 스트러트 어셈블리는 그 상단이 인슐레이터에 의해서 차체에 연결되고, 그 하단은 상기 컨트롤 링크의 수평아암 선단부에 연결되어 있음을 특징으로 하는 구동륜 현가장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤 링크의 수직아암에는 구동축이 관통할 수 있도록 관통공이 형성되어 있음을 특징으로 하는 구동륜 현가장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 어퍼 및 로워 컨트롤 링크의 차체측 연결은 부시를 개재시켜 이루어져 있음을 특징으로 하는 구동륜 현가장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤 링크의 수직암의 로워컨트롤 링크와의 결합은 볼 조인트로 이루어져 있음을 특징으로 하는 구동륜 현가장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 스트러트 어셈블리 하단의 컨트롤 링크의 수평 아암 선단에의 연결은 볼 조인트로 이루어져 있음을 특징으로 하는 구동륜 현가장치.