KR100326663B1 - 멀티 캠버 모드 서스펜션 - Google Patents

Abstract

자동차가 범프/리바운드시 또는 선회시에 각각 적합한 캠버 운동을 발생시켜 차륜의 자세가 항상 0의 캠버각에 가깝게 제어될 수 있도록 함으로서 직진 안전성 및 선회 안정성을 동시에 향상시킬 수 있도록 하는 멀티 캠버 모드 서스펜션을 제공할 목적으로,

좌,우측 차축과 차체 사이에 구성되어 노면으로부터의 충격을 어느 정도 흡수하여 차체를 전달하는 자동차의 서스펜션에서,

상기 양측 차축에 각각 일측이 장착되는 좌,우측 스윙 아암과; 상기 차체 하부에서 중앙부가 차폭방향으로 회전 조인트를 통하여 차체에 회전 가능하게 장착되고, 중앙부의 양단은 차체 길이 방향을 향하여 소정의 각도로 꺾여서 상기 좌,우측 스윙 아암과 각각 회전 가능하게 장착되는 좌,우측 아암 장착부가 형성된 트레일링 아암과; 상기 좌,우측 스윙 아암의 상부면 일측과 차체 사이에 각각 장착되는 코일 스프링과; 상기 좌,우측 스윙 아암 상부면의 또 다른 일측과 차체 사이에 각각 장착되는 쇽 업소버와; 상기 좌,우측 스윙 아암에 양단이 각각 고정되고, 중앙부는 차체에 회전 조인트를 통하여 회전 가능하게 연결되는 스테빌라이저 바아를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 캠버 모드 서스펜션을 제공한다.

Description

멀티 캠버 모드 서스펜션{MULTI CAMBER MODE SUSPENSION}

본 발명은 자동차용 서스펜션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차가 범프/리바운드시 또는 선회시에 각각 적합한 캠버 운동을 발생시켜 휠의 자세가 항상 0의 캠버에 가깝게 제어될 수 있도록 하는 멀티 캠버 모드 서스펜션에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 서스펜션은 차체와 차축을 연결하여 주행할 때 차축이노면으로부터 입력되는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이다.

이러한 서스펜션은 차종에 따라 다양하게 형성되며, 특히 승용 차량의 경우에는 일체 차축식과 독립 현가식으로 크게 나누어지며,

상기 일체 차축식 서스펜션은 좌,우 차륜이 하나의 강체 축 양단에 설치되는 구성으로 이루어지며, 독립 현가식 서스펜션은 좌,우 차륜이 차체와 독립적으로 작동하도록 조향 너클과 컨트롤 아암에 의해 차체에 설치되어 이루어지며, 승용 차량의 대부분이 상기 독립 현가식 서스펜션을 적용하여 이루어진다.

상기한 바와 같이 자동차에 적용되는 서스펜션 중에서, 상기 일체 차축식 서스펜션의 일례로, 도 5에서 도시한 바와 같이, 트레일링 아암식 서스펜션이 대표적이며, 이의 구성은 트레일링 아암(51)의 일단이 차축(53)에 힌지 체결되고, 그 타단은 스프링 강을 소재로 하는 크로스멤버(55)와 일체로 용접하여 구성되며, 상기 크로스멤버(55)는 회전 고무부싱(57)을 사이에 두고 차체(미도시)에 볼트 체결되어 이루어진다.

이와 같은 구성에 의해 좌,우 차륜(59,61)이 동시에 파상(波狀)의 노면을 주행할 때는 차축(53) 전체가 상기 회전 고무부싱(57)을 회전점으로 하여 요동 작동하게 되고, 한쪽 바퀴만 스프링 작동을 할 경우에는 상기 크로스멤버(55)가 비틀리면서 스테빌라이저와 같은 작동을 하게 된다.

그리고 독립 현가식 서스펜션의 일례로는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 위시본식 서스펜션이 대표적이며, 이의 구성은 차축(71)에 장착되는 조향 너클(73) 상,하부로 볼 조인트(75)를 통하여 상,하부 컨트롤 아암(77,79)의 일단이 장착되고, 상기 상,하부 컨트롤 아암(77,79)의 타단은 차체(81)에 코일 스프링(83)과 쇽 업소버(85)를 개재하여 장착되다.

이러한 구성에 의해 좌,우 차륜(87,89)으로부터 전달되는 충격력은 상기 코일 스프링(83)이나 쇽 업소버(85)에서 흡수하게 되고, 제동력이나 코너링 포스(cornering force)등은 상,하부 컨트롤 아암(77,79)에서 지지작동 하게 된다.

상기한 바와 같은 일체 차축식 및 독립 현가식 서스텐션에서 차륜이 갖는 작동궤적을 자유도라 하고, 차륜이 차체에 회전만 가능하도록 고정되어 있을 때, 그 자유도를 '0'이라 한다면, 상기 일체 차축식 및 독립 현가식 서스텐션의 차륜은 자유도 '1'의 작동궤적을 갖는다.

그러나 상기의 일체 차축식 및 독립 현가식 서스텐션은 각각 자유도 '1'에 해당하는 차륜의 작동궤적을 가지므로 직진 주행시 캠버각이 '0'도를 유지하도록 설계하면, 선회 주행시에는 선회각 만큼의 캠버각이 발생하게 되고, 마찬가지로 선회 주행시 회전각의 반대만큼 차륜의 각도를 움직일 수 있도록 하여 회전각에 의해 상쇄되도록 하여 캠버각을 '0'도로 유지하도록 설계하여도 직진 주행중 범프/리바운드시에는 그 각도만큼 차륜이 요동하므로 그 요동각 만큼의 캠버각이 발생하게 된다.

이에 따라, 상기의 일체 차축식 및 독립 현가식 서스텐션은 타이어의 접지력을 향상시켜 타이어 마모 저감은 물론, 직진 안정성과 선회 안정성을 동시에 향상시키는데는 한계가 있다는 단점을 갖는다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동차가 범프/리바운드시 또는 선회시에 각각 적합한 캠버 운동을 발생시켜 차륜의 자세가 항상 0의 캠버각에 가깝게 제어될 수 있도록 함으로서 직진 안전성 및 선회 안정성을 동시에 향상시킬 수 있도록 하는 멀티 캠버 모드 서스펜션을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 자동차용 서스펜션의 평면도이다.

도 2는 본 발명이 적용된 자동차용 서스펜션의 정면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 멀티 캠버 모드 서스펜션이 적용된 자동차가 범프/ 리바운드시의 작동 상태도이다.

도 4는 본 발명에 따른 멀티 캠버 모드 서스펜션이 적용된 자동차가 선회시의 작동 상태도이다.

도 5는 종래 기술에 따른 트레일링 아암식 서스펜션의 사시도이다.

도 6은 종래 기술에 따른 위쉬본식 서스펜션의 사시도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 멀티 캠버 모드 서스펜션은 좌,우측 차축과 차체 사이에 구성되어 노면으로부터의 충격을 어느 정도 흡수하여 차체에 전달하는 자동차의 서스펜션에서,

상기 양측 차축에 각각 일측이 장착되는 좌,우측 스윙 아암과; 상기 차체 하부에서 중앙부가 차폭방향으로 회전 조인트를 통하여 차체에 회전 가능하게 장착되고, 중앙부의 양단은 차체 길이 방향을 향하여 소정의 각도로 꺾여서 상기 좌,우측 스윙 아암과 각각 회전 가능하게 장착되는 좌,우측 아암 장착부가 형성된 트레일링 아암과; 상기 좌,우측 스윙 아암의 상부면 일측과 차체 사이에 각각 장착되는 코일 스프링과; 상기 좌,우측 스윙 아암 상부면의 또 다른 일측과 차체 사이에 각각 장착되는 쇽 업소버와; 상기 좌,우측 스윙 아암에 양단이 각각 고정되고, 중앙부는 차체에 회전 조인트를 통하여 회전 가능하게 연결되는 스테빌라이저 바아를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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

도 1은 본 발명이 적용된 자동차용 서스펜션의 평면도이고, 도 2는 본 발명이 적용된 자동차용 서스펜션의 정면도로서, 본 발명에 따른 멀티 캠버 모드 서스펜션은 좌,우측 차축(2,4)과 차체(6) 사이에 구성되어 노면으로부터의 충격을 어느 정도 흡수하여 차체(6)에 전달하게 되는데, 그 구성은 상기 양측 차축(2,4)에 각각 좌,우측 스윙 아암(8,10)의 일측이 장착된다.

그리고 상기 차체(6) 하부에는 트레일링 아암(12)의 중앙부(14)가 차폭방향으로 배치되어 일반적인 구조의 러버부시로 구성되는 회전 조인트(16)를 통하여 차체(6)에 회전 가능하게 장착되고, 상기 트레일링 아암(12)의 중앙부(14)에 대하여 양단은 차체 길이 방향을 향하여 소정의 각도로 꺾인 좌,우측 아암 장착부(18,20)가 형성되며, 이 좌,우측 아암 장착부(18,20)에는 상기 좌,우측 스윙 아암(8,10)의 타측이 각각 회전 가능하게 장착된다.

상기 좌,우측 스윙 아암(8,10)의 상부면 일측에는 차체(6) 사이에 각각 쇽 업소버(22)와 코일 스프링(24)이 장착되고, 상기 좌,우측 스윙 아암(8.10)의 또 다른 일측에는 스테빌라이저 바아(26)의 양단이 각각 고정되고, 이 스테빌라이저 바아(26)의 중앙부는 차체(6)에 일반적인 러버부시로 구성되는 회전 조인트(28)를 통하여 회전 가능하게 연결되어 이루어진다.

이러한 구성에 의한 멀티 캠버 모드 서스펜션은 도 3과 도 4에서 도시한 바와 같이 그 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자동차가 직진 주행 중 범프 또는 리바운드 될 때에는, 도 3에서와 같이, 차륜(30)은 상하로 작동하게 되는데, 이때 상기 트레일링 아암(12)은 극 중앙부(14)가 회전 조인트(16)를 통하여 차체(6)에 대하여 상하로 회전하여 상기 차륜(30)의 작동을 지지하게 된다.

따라서 상기한 범프 또는 리바운드시에는 차륜(30)의 캠버각이 '0'도에 가깝게 유지하면서 상하 작동하여 접지력이 향상됨에 따른 직진 안정성을 확보할 수 있게된다.

그리고 상기 자동차가 선회 주행하게 될 때에는, 도 4에서와 같이, 상기 스윙 아암(8,10)이 트레일링 아암(12)의 아암 장착부(18,20)를 중심으로 하여 회전하여 상기 차륜(30)의 작동을 지지하게 된다.

이때, 상기 스테빌라이저 바아(26)는 변형이 일어나면서 상기 스윙 아암(8,10)에 복귀력을 제공하게 되며, 차륜(30)의 캠버각 또한 '0'도에 가깝게 유지하면서 상하 작동하여 접지력이 향상됨에 따른 선회 안정성을 확보할 수 있게된다

이상과 같이, 본 발명에 따른 멀티 캠버 모드 서스펜션은 직진 주행중 범프 또는 리바운드시에 차륜(30)의 궤적(즉, 자유도가 '1')이 주로 차체(6)에 대하여 트레일링 아암(12)이 회전하면서 발생되며, 선회시의 차륜(30)의 궤적(즉, 자유도가 '1')은 주로 상기 트레일링 아암(12)의 아암 장착부(18,20)에 대하여 스윙 아암(8,10)이 회전하면서 발생된다.

따라서 본 발명은 자동차가 범프/리바운드시 또는 선회시에 각각 적합한 캠버 운동을 발생시켜 차륜(30)의 자세가 항상 '0'의 캠버각에 가깝게 제어될 수 있도록 자유도가 '2'로서 직진 안전성 및 선회 안정성을 동시에 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 멀티 캠버 모드 서스펜션은 차체에 대하여 차륜이 차체에 대하여 회전 작동하는 트레일링 아암을 통하여 자유도 '1'을 확보하고, 상기 트레일링 아암에 대하여 회전 작동하는 스윙 아암에 의하여 자유도 '1'을 확보하게 됨으로, 자유도 '2'에 의해 자동차가 범프/리바운드 및 선회시 차륜의 자세가 항상 0의 캠버각에 가깝게 제어될 수 있도록 함으로서, 타이어의 접지력을 향상시켜 타이어 마모 저감은 물론, 직진 안정성과 선회 안정성을 동시에 향상시킬 수 있게 되는 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 좌,우측 차축과 차체 사이에 구성되어 노면으로부터의 충격을 어느 정도 흡수하여 차체에 전달하는 자동차의 서스펜션에 있어서,

   상기 양측 차축에 각각 일측이 장착되는 좌,우측 스윙 아암과;

   상기 차체 하부에서 중앙부가 차폭방향으로 회전 조인트를 통하여 차체에 회전 가능하게 장착되고, 중앙부의 양단은 차체 길이 방향을 향하여 소정의 각도로 꺾여서 상기 좌,우측 스윙 아암과 각각 회전 가능하게 장착되는 좌,우측 아암 장착부가 형성된 트레일링 아암과;

   상기 좌,우측 스윙 아암의 상부면 일측과 차체 사이에 각각 장착되는 코일 스프링과;

   상기 좌,우측 스윙 아암 상부면의 또 다른 일측과 차체 사이에 각각 장착되는 쇽 업소버와;

   상기 좌,우측 스윙 아암에 양단이 각각 고정되고, 중앙부는 차체에 회전 조인트를 통하여 회전 가능하게 연결되는 스테빌라이저 바아를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 캠버 모드 서스펜션.