KR100259652B1 - 자동차의 스포일러 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 스포일러(spoiler) 장치에 관한 것으로서, 특히 차체 후미의 좌우에 각각 설치된 좌우 스포일러와, 타이로드에 고정되어 상기 타이로드의 동작에 따라 움직이는 압축수단과, 상기 압축수단의 동작에 따라 상기 좌우 스포일러를 각각 움직일 수 있는 동작전달부를 구비하여 차량의 선회시 회전방향과 동일한 쪽의 스포일러는 위로 밀어 올리고 반대방향의 스포일러는 밑으로 내림으로써 원심력으로 인해 발생되는 차체의 기울어짐이 스포일러로 인한 공기의 저항력에 의해 상쇄되어 차체가 평형을 유지하게 되고, 그에 따라 주행의 안전성이 향상되도록 하는 자동차의 스포일러 장치에 관한 것이다.

Description

자동차의 스포일러 장치

본 발명은 자동차의 스포일러(spoiler) 장치에 관한 것으로서, 특히 자동차의 선회시 공기의 저항을 이용하여 차체의 평형을 유지시키는 자동차의 스포일러 장치에 관한 것이다.

자동차는 선회시 원심력의 영향을 받게 되므로 차체가 평형을 유지하지 못하고 회전방향의 반대쪽으로 기울어진다. 즉, 좌회전시에는 차체가 오른쪽으로 기울어지고 우회전시에는 차체가 왼쪽으로 기울어지게 된다.

상기한 자동차의 선회는 조향장치에 의해서 이루어지는데, 조향장치는 자동차의 진행방향을 임의로 바꾸기 위한 장치로서 조작기구, 기어기구, 링크기구의 3가지 기구로 구성된다.

일반적으로 조향장치는 도 1에 도시된 바와 같이 조향휠(1)과 조향축(2)으로 이루어져 운전자의 조작력을 각 기구로 전달하는 조작기구와, 프레임에 고정되어 상기 조작기구의 조작력을 증대시키고 그 운동 방향을 변환시키는 기어기구와, 상기 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 상기 바퀴의 좌우 관계를 올바르게 유지하는 링크기구로 구성된다.

여기서, 상기 링크기구는 피트먼암(pitman arm 또는 drop arm)(4), 드래그 링크(drag link)(5), 너클암(knuckle arm)(6), 타이로드(tie rod)(10) 및 타이로드 앤드(tie rod end)(11) 등으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 조향장치는 상기 조작기구의 조향휠(1)을 돌림으로써 운전자의 조작력이 기어기구의 기어복스(3)로 전달되며, 상기 기어복스(3)에서 감속됨과 동시에 운동의 방향이 바뀌어져 링크기구인 피트먼암(4), 드래그 링크(5) 및 너클암(6)을 경유하여 너클 스핀들(7)에 전달된다. 상기 너클 스핀들(7)은 그 움직임에 의해 킹핀(9)을 중심으로 하는 회전운동을 하므로 앞바퀴의 움직임이 바뀌게 된다. 또한, 좌우의 조향너클(8)에는 너클암(6)을 거쳐서 타이로드(10)가 장치되며 한쪽 바퀴의 움직임을 반대쪽의 바퀴에 전달하도록 되어 있다.

한편, 종래에도 스포일러(spoiler)가 설치된 자동차는 있었으나, 종래의 스포일러는 차체에 고정식으로 설치되어 자동차의 주행상태와 무관하게 단순히 공기의 저항을 감소시키는 역할을 하거나 미적 효과를 달성하기 위한 장식용에 불과했기 때문에 주행의 안전성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자동차의 선회시 공기의 저항력을 이용하여 차체의 평형을 유지시키기 위해 차량의 회전방향에 따라 스포일러의 동작을 달리함으로써 주행의 안전성이 향상되도록 하는 자동차의 스포일러 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 조향장치가 도시된 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 스포일러 장치가 도시된 구성도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 타이로드 50 : 압축수단

51 : 제 1 주실린더 53 : 제 2 주실린더

52, 54 : 피스톤 55 : 제 1 부실린더

57 : 제 2 부실린더 56, 58 : 피스톤

59 : 제 1 래크 60 : 제 2 래크

61 : 제 1 회전부재 62 : 제 2 회전부재

63 : 제 1 스포일러 64 : 제 2 스포일러

65 : 제 1 지지수단 66 : 제 2 지지수단

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 스포일러 장치의 특징은 차체 후미의 좌우에 각각 설치된 좌우 스포일러와, 상기 좌우 스포일러에 각각 고정된 지지수단과, 상기 지지수단을 동작시켜 상기 좌우 스포일러를 서로 반대방향으로 움직이게 하는 동작전달부와, 타이로드에 고정 설치되어 상기 동작전달부에 타이로드에 의한 동작력을 전달하는 압축수단으로 구성된 것이다.

또한, 본 발명의 부가적인 특징은, 상기 동작전달부가 상기 압축수단에 피스톤이 고정되어 상기 압축수단에 의해서 상기 피스톤이 동작되는 좌우 주실린더와, 상기 주실린더로부터 라인을 통해 전달받은 압력에 의해 피스톤이 동작되는 좌우 부실린더와, 상기 부실린더의 피스톤에 각각 고정된 좌우 래크와, 상기 지지수단에 고정되고 상기 래크와 결합되는 톱니가 형성된 부채꼴 모양의 좌우 회전부재로 구성되는데 있다.

또한, 본 발명의 또다른 부가적인 특징은, 상기 압축수단이 그 일단은 상기 타이로드에 고정되고 타단에는 상기 좌우 주실린더에 설치된 피스톤이 각각 고정되어 상기 압축수단의 동작에 따라 상기한 각각의 피스톤이 동시에 같은 방향으로 움직이도록 설치되는데 있다.

또한, 상기와 같이 구성된 본 발명은 차량의 선회시 회전방향과 동일한 쪽의 스포일러는 위로 밀어 올리고 반대방향의 스포일러는 밑으로 내림으로써 공기의 저항에 의해 차체가 평형을 유지하게 되어 주행의 안전성이 향상되는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

일반적으로 조향장치는 도 1에 도시된 바와 같이 조향휠(1)과 조향축(2)으로 이루어져 운전자의 조작력을 각 기구로 전달하는 조작기구와, 프레임에 고정되어 상기 조작기구의 조작력을 증대시키고 그 운동 방향을 변환시키는 기어기구와, 상기 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 상기 바퀴의 좌우 관계를 올바르게 유지하는 링크기구로 구성된다.

여기서, 상기 링크기구는 피트먼암(pitman arm 또는 drop arm)(4), 드래그 링크(drag link)(5), 너클암(knuckle arm)(6), 타이로드(tie rod)(10) 및 타이로드 앤드(tie rod end)(11) 등으로 이루어진다.

본 발명에 따른 자동차의 스포일러 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 차체 후미의 좌우에 각각 설치된 제 1 스포일러(63) 및 제 2 스포일러(64)와, 상기 스포일러(63, 64)에 각각 고정된 제 1 지지수단(65) 및 제 2 지지수단(66)과, 상기 타이로드(10)에 고정된 압축수단(50)과, 상기 압축수단(50)에 피스톤(52, 54)이 고정되어 상기 압축수단(50)에 의해서 피스톤(52, 54)이 동작되는 제 1 주실린더(51) 및 제 2 주실린더(53)와, 상기 주실린더(51, 53)로부터 라인을 통해 전달받은 압력에 의해 피스톤(56, 58)이 동작되는 제 1 부실린더(55) 및 제 2 부실린더(57)와, 상기 부실린더(55, 57)의 피스톤(56, 58)에 각각 고정된 제 1 래크(59) 및 제 2 래크(60)와, 상기 지지수단(65, 66)에 고정되고 상기 래크(59, 60)와 결합되는 톱니가 형성된 부채꼴 모양의 제 1 회전부재(61) 및 제 2 회전부재(62)로 구성된 것이다.

이때, 상기 압축수단(50)은 그 일단이 상기 타이로드(10)에 고정되고 타단에는 상기 좌우 주실린더(51, 53)에 설치된 피스톤(52, 54)이 각각 고정되어 있으므로 상기 압축수단(50)의 동작에 따라 상기한 각각의 피스톤(52, 54)이 동시에 같은 방향으로 움직이게 된다.

본 발명에 따른 자동차의 스포일러 장치는 다음과 같이 동작된다.

먼저, 자동차를 선회시키기 위해 조향휠(1)을 돌리면 상기 조향휠(1)의 회전력이 기어기구의 기어박스(3)로 전달되며, 상기 기어복스(3)에서 감속됨과 동시에 운동의 방향이 바뀌어져 피트먼암(4), 드래그 링크(5)를 경유하여 상기 조향휠(1) 쪽의 너클암(6)으로 전달된다. 상기 너클암(6)은 드래그 링크(5)로부터 전달받은 운동력을 너클 스핀들(7)로 전달하고, 상기 너클 스핀들(7)은 그 운동력에 의해 킹핀(9)을 중심으로 하는 회전운동을 하여 상기 조향휠(1) 쪽에 위치된 바퀴의 움직임이 바뀌게 된다.

이후, 상기 바퀴가 움직이면 그 움직임이 좌우의 조향너클(8)과 너클암(6)을 통해 타이로드(10)로 전달되어 상기 타이로드(10)의 동작에 의해 반대쪽의 바퀴의 움직임이 바뀌게 된다. 즉, 자동차가 좌회전할 경우에는 상기 타이로드(10)가 오른쪽으로 이동되고 우회전할 경우에는 왼쪽으로 이동되어 앞바퀴의 움직임을 적절하게 변화시킨다.

이후, 자동차가 좌회전하여 상기 타이로드(10)가 오른쪽으로 이동되면 상기 압축수단(50)에 의해 상기 제 1 주실린더(51)와 제 2 주실린더(53)의 피스톤(52, 54)이 모두 오른쪽으로 동작되어 상기 제 1 주실린더(51)는 가압되고 제 2 주실린더(53)는 감압된다.

이후, 상기 주실린더(51, 53)의 압력 변화가 회로라인을 통해 부실린더(55, 57)로 전달되어 상기 제 1 부실린더(55)의 피스톤(56)은 위로 상승하고 상기 제 2 부실린더(57)의 피스톤(58)은 하강하게 된다. 이에 따라 상기한 각각의 피스톤(56, 58)에 고정된 래크(59, 60) 또한 함께 동작하여 상기 제 1 래크(59)는 위로 밀려 올라가고 상기 제 2 래크(60)는 밑으로 내려간다.

이후, 상기 래크(59, 60)와 톱니에 의해 맞물려있는 회전부재(61, 62)가 동작하여 상기 제 1 회전부재(61)는 상기 제 1 래크(59)가 상승함에 따라 반시계방향으로 회전되고 상기 제 2 회전부재(62)는 상기 제 2 래크(60)가 하강함에 따라 시계방향으로 회전된다.

이후, 상기 회전부재(61, 62)의 회전에 의해서 회전부재(61, 62)가 고정되어 있는 상기 지지수단(65, 66)이 움직이게 되고, 그에 따라 상기 지지수단(65, 66)에 고정된 스포일러(63, 64)가 동작된다. 즉, 상기 제 1 회전부재(61)가 반시계방향으로 회전함에 따라 상기 제 1 스포일러(63)가 위로 올라가고, 상기 제 2 회전부재(62)가 시계방향으로 회전함에 따라 상기 제 2 스포일러(64)는 밑으로 내려가게 된다.

상기와 같이 제 1 스포일러(63)가 위로 올라가면 상기 스포일러(63)에 작용하는 양력은 감소하고 항력은 증가하여 좌측의 차체는 밑으로 눌리게 되고, 반대로 제 2 스포일러(64)가 밑으로 내려가면 상기 스포일러(64)에 작용하는 양력은 증가하고 항력은 감소하여 우측의 차체는 위로 밀어 올려진다. 따라서, 자동차의 좌회전시 원심력의 영향으로 인해 발생되는 오른쪽으로의 차체 기울어짐이 상기 스포일러(63, 64)에 의해 상쇄되어 차체는 평형을 유지하게 된다.

이후, 자동차가 회전을 마치고 직진하게 되면 상기 타이로드(10)가 정위치되어 상기 압축수단(50)과 상기 압축수단(50)에 고정된 주실린더(51, 53)의 피스톤(52, 54)이 중립위치로 돌아가고, 그에 따라 상기 부실린더(55, 57)의 피스톤(56, 58)도 각각 중립상태가 된다. 따라서, 상기 피스톤(56, 58)에 연결된 래크(59, 60)와 회전부재(61, 62)에 의해 상기 제 1 스포일러(63)는 하강하고 상기 제 2 스포일러(64)는 상승하여 각각의 스포일러(63, 64)는 원위치로 복귀하게 된다.

한편, 자동차가 우회전하여 상기 타이로드(10)가 왼쪽으로 이동할 경우에는 상기 제 1 스포일러(63)는 밑으로 내려가고 상기 제 2 스포일러(64)는 위로 올라감으로써 우회전시 발생되는 왼쪽으로의 차체 기울어짐이 상쇄되어 차체의 평형이 유지된다. 이외의 동작은 상기한 자동차의 좌회전시와 유사하다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 자동차의 스포일러 장치는 지지수단(65, 66)에 각각 고정되어 서로 다르게 동작되는 제 1 스포일러(63) 및 제 2 스포일러(64)를 구비하여 차량의 선회시 회전방향과 동일한 쪽의 스포일러(63 또는 64)는 위로 올리고 그 반대방향의 스포일러(64 또는 63)는 밑으로 내림으로써 원심력으로 인해 발생되는 차체의 기울어짐이 상기 스포일러(63, 64)로 인해 발생되는 공기의 저항력에 의해 상쇄되어 차체가 평형을 유지하게 되고, 그에 따라 주행의 안전성이 향상되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 차체 후미의 좌우에 각각 설치된 좌우 스포일러와, 상기 좌우 스포일러에 각각 고정된 지지수단과, 상기 지지수단을 동작시켜 상기 좌우 스포일러를 서로 반대방향으로 움직이게 하는 동작전달부와, 타이로드에 설치되어 상기 동작전달부에 타이로드에 의한 동작력을 전달하는 압축수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 스포일러 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 동작전달부는 상기 압축수단에 피스톤이 설치되어 상기 압축수단에 의해서 상기 피스톤이 동작되는 좌우 주실린더와, 상기 주실린더로부터 라인을 통해 전달받은 압력에 의해 피스톤이 동작되는 좌우 부실린더와, 상기 부실린더의 피스톤에 각각 고정된 좌우 래크와, 상기 지지수단에 고정되고 상기 래크와 결합되는 톱니가 형성된 부채꼴 모양의 좌우 회전부재로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 스포일러 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 압축수단은 그 일단이 상기 타이로드에 고정되고 타단에는 상기 좌우 주실린더에 설치된 피스톤이 각각 고정되어 상기 압축수단의 동작에 따라 상기한 각각의 피스톤이 동시에 같은 방향으로 움직이도록 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 스포일러 장치.

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