KR100316888B1 - 자동차의 트레일링 아암형 현가장치 - Google Patents

Abstract

차륜과 트레일링 아암의 장착부에 보조 브라켓과 회전 액슬을 개재하여 자동차의 선회 주행시 후륜에 발생되는 횡력을 이용하여 후륜을 토우 인(toe-in)으로 제어하여 차량의 선회 안정성을 확보 할 수 있도록 하는 자동차의 트레일링 아암형 현가장치를 제공하는 것이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 차륜을 회전 가능하게 지지하는 휠 하우스 내측으로 스핀들이 허브와 연결되고, 상기 허브는 내측으로 트레일링 아암에 연결되며, 상기 트레일링 아암은 다시 서브 프레임에 마운팅 부쉬를 통하여 장착되는 자동차의 트레일링 아암형 현가장치에서,

상기 허브와 트레일링 아암의 연결은 상기 허브에 보조 브라켓을 장착하며, 상기 보조 브라켓은 차륜의 후방으로 연장부를 형성하며, 상기 보조 브라켓의 연장부 선단과 상기 트레일링 아암의 하단은 회전 액슬을 통하여 상호 연결하여 이루어지며,

상기 회전 액슬은 힌지 타입으로 이루어지며, 그 외측으로는 탄성을 갖는 러버부쉬가 둘러싸고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 트레일링 아암형 현가장치{TRAILING ARM TYPE SUSPENSION FOR VEHICLES}

본 발명은 자동차의 트레일링 아암형 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 선회 주행시 후륜에 작용하는 횡력에 의해 발생되는 토우 아웃(toe-out) 현상을 토우 인(toe-in)으로 변환시켜 과도한 오버 스티어를 방지하고, 이에 따라 차량의 선회 안정성을 확보 할 수 있도록 하는 자동차의 트레일링 아암형 현가장치에 관한 것이다.

자동차에 있어서의 현가장치는 차체와 차륜 사이에 존재하면서 2개의 강체를 하나 혹은 다수의 컨트롤 아암으로 연결하여 상하 방향으로는 스프링과 쇽 업소오버에 의하여 지지되고, 기타 방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 차륜 사이의 상대 운동을 기계적으로 적절히 조화시켜 주행 중 노면으로부터 받는 진동과 충격을 흡수하여 승차감과 선회 안정성을 향상시키는 장치이다.

이러한 현가장치는 노면으로부터의 입력에 대한 여러부문의 성능을 만족시키기 위하여 다음의 3가지 조건이 요구되고 있다.

첫째, 조종 안정성을 위하여 타이어는 노면에 대하여 이상적인 자세를 유지케 하여 노면에 대한 그립(Grip)력을 극대화하고, 차체는 나름대로 최상의 자세를 유지하여 목적하는 차량 운동 상태를 가능케 하여야 하며, 특히 어떠한 상태에서도 항상 다음 동작을 얻을 수 있는 순간력을 지님과 동시에 운전자의 의도하는 방향 및 순간외에는 외부 입력에 의한 어떠한 거동도 허용하면 안된다.

둘째, 안락감을 위하여 어떠한 충격도 준민하게 흡수할 수 있도록 하여 차내에 있는 탑승자들로 하여금 불쾌감을 느끼지 못하도록 하여야 한다.

셋째, 충돌시 이의 충돌 에너지의 흡수에 기여토록 하여 충돌 안전성을 증대시킬 수 있도록 하여야 한다.

이에 따라 최근에는 상기 요구 조건을 충족시키기 위한 고성능 현가장치의 개발이 다방면으로 이루어지고 있으며, 그 구조적인 종류 또한 여러 가지가 개발되어 설계 차량에 가장 적합한 것으로 적용되고 있다.

이러한 현가장치에 있어서, 본 발명은 전후력 강성을 증대시키기 위한 트레일링 아암이 적용되는 현가장치에 관계하며, 트레일링 아암이 적용되는 현가장치의일예를 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 트레일링 아암이 적용되어 있는 현가장치의 일실시예를 도시한 것으로서, 후륜(51)을 회전 가능하게 지지하는 휠 하우스(53) 내측으로 스핀들(55)이 외측에서 허브(57)와 연결되고, 상기 스핀들(55)는 그 내측에서 트레일링 아암(59) 하단에 장착된다.

그리고 상기 트레일링 아암(59)은 그 상단 전측이 서브 프레임(61)에 마운팅 부쉬(63)를 통하여 장착된다.

이와 같이 구성되는 트레일링 아암형 현가장치의 작동은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 직진 주행시에는 정상적인 주행을 이루게 되고, 선회 주행시에는 횡력(Fy)이 상기 후륜(51)의 회전 중심(S)에 대하여 편차(e')만큼 후방으로 떨어진 위치의 횡력 작용점(P)에 작용함으로써, 상기 후륜(51)의 회전 중심(S)에서는 회전 모멘트(M1)가 작용하고 상기 트레일링 아암(59)은 외팔보의 양상을 띠며, 내측으로 휘어지면서 편차각(θ')을 나타내며, 이에 따라 후륜(51)은 토우 아웃(toe-out) 현상을 수반하면서 선회 및 제동 등에 의한 충격의 유연한 흡수 작동을 수행하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래 트레일링 아암형 현가장치는 차량이 고속으로 선회 주행시에 횡력(Fy)이 상기 후륜의 회전 중심에 대하여 편차(e')만큼 후방으로 크게 작용하게 됨으로 편차각(θ')에 의한 토우 아웃(toe-out) 현상이 크게 발생하게 되며, 이에 따라 과도한 오버 스티어(over steer)를 발생시키게 됨에 따라 차량의 선회 안정성을 유지하기 어렵다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 차륜과 트레일링 아암의 장착부에 보조 브라켓과 회전 액슬을 개재하여 자동차의 선회 주행시 후륜에 발생되는 횡력을 이용하여 후륜을 토우 인(toe-in)으로 제어하여 차량의 선회 안정성을 확보 할 수 있도록 하는 자동차의 트레일링 아암형 현가장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 트레일링 아암형 현가장치의 평면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 트레일링 아암형 현가장치의 작동 상태도이다.

도 3은 종래 자동차의 트레일링 아암형 현가장치의 평면도이다.

도 4는 종래 자동차의 트레일링 아암형 현가장치의 작동 상태도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 차륜을 회전 가능하게 지지하는 휠 하우스 내측으로 스핀들이 허브와 연결되고, 상기 허브는 내측으로 트레일링 아암에 연결되며, 상기 트레일링 아암은 다시 서브 프레임에 마운팅 부쉬를 통하여 장착되는 자동차의 트레일링 아암형 현가장치에서,

상기 허브와 트레일링 아암의 연결은 상기 허브에 보조 브라켓을 장착하며, 상기 보조 브라켓은 차륜의 후방으로 연장부를 형성하며, 상기 보조 브라켓의 연장부 선단과 상기 트레일링 아암의 하단은 회전 액슬을 통하여 상호 연결하여 이루어지며,

상기 회전 액슬은 힌지 타입으로 이루어지며, 그 외측으로는 탄성을 갖는 러버부쉬가 둘러싸고 있는 것을 특징으로 한다.

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

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 트레일링 아암형 현가장치의 평면도로서,본 발명에 따른 자동차의 트레일링 아암형 현가장치는 후륜(1)측에 적용되는 것으로 그 전체적인 구성은 후륜(1)을 회전 가능하게 지지하는 휠 하우스(3) 내측으로 스핀들(5)이 허브(7)와 연결되고, 상기 허브(7)는 내측으로 트레일링 아암(9)에 연결되며, 상기 트레일링 아암(9)은 다시 서브 프레임(11)에 마운팅 부쉬(13)를 통하여 장착되어 이루어진다.

상기와 같은 트레일링 아암형 현가장치의 구성에서 본 발명에 따르면, 상기 허브(7)와 트레일링 아암(9)의 연결은 상기 허브(7)에 보조 브라켓(15)을 장착하며, 상기 보조 브라켓(15)은 후륜(1)의 후방으로 연장부(17)가 형성되어 이루어진다.

상기 보조 브라켓(15)의 연장부(17)의 선단과 상기 트레일링 아암(9)의 하단은 사이에는 회전 액슬(19)을 통하여 상호 연결하여 이루어지는데, 상기 회전 액슬(19)은 힌지 타입으로 이루어지며, 그 외측으로는 탄성을 갖는 러버 부쉬(21)가 둘러 싸여 형성된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 트레일링 아암형 현가장치에 의하면, 차량이 직진 주행시에는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 후륜(1)의 횡방향으로 횡력(Fy)이 작용하지 않기 때문에 정상적인 직진 안정성을 가지면서 주행할 수 있게 된다.

그리고 차량이 선회 주행을 하게 되면, 상기 후륜(1)에는 그 회전 중심(S)으로부터 편차(e') 만큼 후방으로 떨어진 위치의 횡력 작용점(P)에 횡력(Fy)이 작용하게 되며, 이에 따라 상기 후륜(1)의 회전 중심(S)에는 회전 모멘트(M1)가 작용하게 된다.

이때, 상기 트레일링 아암(9)은 외팔보의 변형 양상을 띠며, 내측으로 휘어지며, 이에 따른 편차각(θ')를 발생시키게 된다.

또한, 상기 트레일링 아암(9)과 보조 브라켓(15)의 연결부(17)인 회전 액슬(19)에서는 상기 횡력(Fy)이 작용하는 횡력 작용점(P)과 그 후방으로 편차(e)을 가짐으로 해서 상기 회전 액슬(19)에는 그 중심을 기준으로 회전 모멘트(M2)가 작용하게 된다.

즉, 상기 트레일링 아암(9)이 횡력(Fy)에 의해 외팔보 변형 양향을 가지고 휘어지면서 후륜(1)의 회전 중심에 발생되는 회전 모멘트(M1)에 의해 발생되는 편차각(θ')에 대하여 상기 회전 액슬(19)에는 횡력(Fy)에 의해 상기 회전 모멘트(M1)와 반대 방향으로 회전 모멘트(M2)가 발생하여 러버 부쉬(21)를 찌그러트리며 보상 편차각(θ)을 발생시켜 상기 편차각(θ')을 상쇄시키게 됨으로 과도한 토우 아웃(toe-out)을 방지하도록 작동하게 된다.

따라서 상기 횡력(Fy)의 작용점(P)과 회전 액슬과의 편차(e)가 상기 횡력 작용점(P)과 후륜(1)의 회전 중심(S)과의 편차(e')보다 클 경우에는, 상기 후륜(1)에는 토우 인(toe-in) 현상이 발생되며, 상기 편차(e)가 편차(e')보다 작을 경우에 상기 후륜(1)은 다소 토우 아웃(toe-out) 현상 쪽으로 작동하게 된다.

여기서 본 발명에 따른 자동차의 트레일링 아암형 현가장치는 전기한 바와 같이, 상기 편차(e)가 편차(e')보다 다소 크게 셋팅하여 장착함으로써, 상기 트레일링 아암(9)이 외팔보 변형 양상을 띠며, 발생되는 토우 아웃(toe-out) 현상을 토우 인(toe-in)으로 유도하게 됨으로써, 선회 안정성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 자동차의 트레일링 아암형 현가장치를 적용하면, 자동차의 선회 주행시 후륜에 발생되는 횡력을 이용하여 후륜을 토우 인(toe-in)으로 제어하여 차량의 선회 안정성을 확보할 수 있도록 하는 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 차륜을 회전 가능하게 지지하는 휠 하우스 내측으로 스핀들이 허브와 연결되고, 상기 허브는 내측으로 트레일링 아암에 연결되며, 상기 트레일링 아암은 다시 서브 프레임에 마운팅 부쉬를 통하여 장착되는 자동차의 트레일링 아암형 현가장치에 있어서,

   상기 허브와 트레일링 아암의 연결은 상기 허브에 보조 브라켓을 장착하며, 상기 보조 브라켓은 차륜의 후방으로 연장부를 형성하며, 상기 보조 브라켓의 연장부 선단과 상기 트레일링 아암의 하단은 회전 액슬을 통하여 상호 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 트레일링 아암형 현가장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 회전 액슬은

   힌지 타입으로 이루어지며, 그 외측으로는 탄성을 갖는 러버부쉬가 둘러 싸고 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 트레일링 아암형 현가장치.