KR100398194B1 - 토션바 타입의 트러니언 탠덤 서스펜션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주로 대형트럭 등의 리어 서스펜션 중 트러니언(TRUNNION) 방식의 탠덤(TANDEM) 서스펜션에서 롤링을 제어하기 서스펜션에 관한 것으로서, 차체의 프레임에 연결되는 트러니언베이스에 회전축이 지지되며 상기 회전축을 중심축으로 하는 베벨기어가 일단에 형성되고 타단은 차축의 좌우에 연결되는 다수의 리액션로드들과, 상기 리액션로드들을 베벨기어로 서로 연결하면서 리액션로드들의 불균일한 회전상태를 조절하는 역할을 하는 전방토션바, 후방토션바, 좌측토션바 및 우측토션바를 사용하여, 차량의 주행상태에 따라 발생되는 다양한 차축의 움직임에 대해 전후의 양 차축에 불균형이 생기는 경우에는 좌측토션바 및 우측토션바가 균형을 잡을 수 있도록 하고 차축의 좌우로 불균형이 생기는 롤링현상이 일어날 때에는 전방토션바 및 후방토션바가 불균형을 바로잡을 수 있도록 함으로써, 전후 차축에 불균일하게 작용하는 하중의 균등한 분산은 물론 좌우의 롤링이 억제되어 보다 안정적인 주행상태를 확보할 수 있다.

Description

토션바 타입의 트러니언 탠덤 서스펜션{TORSION BAR TYPE TRUNNION TANDEM SUSPENSION}

본 발명은 주로 대형트럭 등에 사용되는 리어 서스펜션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트러니언(TRUNNION) 방식의 탠덤(TANDEM) 서스펜션에서 롤링을 제어하기 위한 스태빌라이저 기능을 부가한 리어 서스펜션에 관한 것이다.

종래의 트러니언 방식의 탠덤 서스펜션은 도 1에 도시된 바와 같이 차체의 프레임(100)에 고정되는 트러니언베이스(102)와, 상기 트러니언베이스(102)에 설치되는 트러니언축(104)과, 상기 트러니언베이스(102)에 스프링축(106)으로 회전가능하게 설치되는 로워새들(108)과, 상기 로워새들(108)에 장착되는 리프스프링(110)과, 상기 리프스프링(110)에 장착되는 전후방차축(112a,112b)을 상기 트러니언베이스(102) 또는 프레임(100)에 대해 지지하는 레디어스로드(114)로 구성되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 트러니언 방식의 탠덤 서스펜션은 상기 리프스프링(110)이 하중을 지탱하고 지면으로부터 발생된 진동 및 충격을 흡수하여 차량의 보디나 승객 및 화물에 충격이 직접적으로 전달되지 못하도록 한다.

여기서, 상기 차축(112a,112b)은 상기 로워새들(108)과 함께 상기스프링축(106)을 중심으로 요동할 수 있도록 되어 있는 바, 이를 상기 레디어스로드(114)가 억제하면서 지지하여 차축(112a,112b)의 불규칙한 진동을 억제하여 안정된 주행을 할 수 있도록 하며 차축(112a,112b)의 회전운동을 억제한다.

즉, 양쪽의 차축(112a,112b) 중 한쪽의 차축만 상측으로 밀릴 때에는 상기 레디어스로드(114)가 링크 역할을 하면서 상기 리프스프링(110)이 장착된 로워새들(108)을 상기 스프링축(106)을 회전축으로 하여 회전시키므로 나머지 한쪽의 차축은 아래방향으로 이동되면서 양 차축(112a,112b)에 하중이 균일하게 작용하도록 균형을 잡는 이퀄라이저 역할을 하게 되며, 양 차축(112a,112b)이 모두 상측으로 힘을 받는 경우에는 상기 레디어스로드(114)는 상기 리프스프링(110)에 의해 완충작용이 원활하게 이루어질 수 있도록 양 차축(112a,112b)을 지지하게 되는 것이다.

그런데, 상기한 바와 같이 구성되어 작동되는 트러니언방식의 탠덤 서스펜션의 경우에는 상기한 바와 같이 양 차축(112a,112b)의 전후 방향 불균형에 대해서는 이퀄라이저 기능을 수행하지만 차축(112a,112b)의 좌우방향에서 일어나는 롤링의 경우에는 이를 억제할 별도의 기구가 마련되어 있지 않은 실정이다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 통상의 경우와 같이 스태빌라이저를 설치하여 차축(112a,112b)의 양단에서 발생되는 힘의 불균형을 조절하는 방법이 흔히 사용되지만, 종래의 트러니언방식의 탠덤 서스펜션의 구조상 그 설치에는 많은 추가 부품이 필요하고 장착공간상의 제약 등으로 실질적인 대책이 되지 못하는 실정이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 트러니언 방식의 탠덤 서스펜션에서 전후 차축의 이퀄라이저 기능과 아울러 차축의 좌우 롤링을 제어하는 스태빌라이저 기능을 모두 제공하여 보다 안정적인 주행상태를 확보할 수 있도록 하는 토션바 타입의 트러니언 탠덤 서스펜션을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 토션바 타입의 트러니언 탠덤 서스펜션은 프레임에 연결되는 트러니언베이스에 회전축이 지지되며 상기 회전축을 중심축으로 하는 베벨기어가 일단에 형성되고 타단은 차축의 좌우에 연결되는 전방좌측리액션로드, 전방우측리액션로드, 후방좌측리액션로드 및 후방우측리액션로드와;

양단에 베벨기어가 형성되어 상기 전방좌측리액션로드와 후방좌측리액션로드를 연결하는 좌측토션바 및 상기 전방우측리액션로드와 후방우측리액션로드를 연결하는 우측토션바와;

상기 좌측토션바와 우측토션바에 베벨기어로 연결되는 전방토션바 및 후방토션바를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 트러니언 탠덤 서스펜션의 구조도,

도 2는 본 발명에 따른 토션바 타입의 트러니언 탠덤 서스펜션의 요부를 도시한 정면도,

도 3은 본 발명 서스펜션의 요부를 도시한 평면도,

도 4는 본 발명 서스펜션의 한쪽 차축이 상승될 때의 작동을 도시한 상태도,

도 5는 본 발명 서스펜션의 양쪽 차축이 상승될 때의 작동을 도시한 상태도,

도 6은 본 발명 서스펜션의 차축 한쪽이 상승될 때의 작동을 도시한 상태도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 전방좌측리액션로드 2: 전방우측리액션로드

3: 후방좌측리액션로드 4: 후방우측리액션로드

5: 좌측토션바 6: 우측토션바

7: 전방토션바 8: 후방토션바

9: 베어링 10, 102: 트러니언베이스

100: 프레임 104: 트러니언샤프트

108: 로워새들 110: 리프스프링

112a: 전방차축 112b: 후방차축

B: 베벨기어 DB: 더블베벨기어

L: 리액션로드(1,2,3,4)의 통칭S: 회전축

T: 토션바(5,6,7,8)의 통칭

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다. 아울러 종래 기술의 설명에서 사용되었던 부품과 동일한 부품의 명칭 및 부호는 동일한 것을 사용하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명 토션바 타입의 트러니언 탠덤 서스펜션 구조의 요부를 개략적으로 도시한 것으로서, 종래의 구성과 동일한 트러니언축(104), 로워새들(108) 및 리프스프링(110) 등은 생략하고 본 발명의 요부인 토션바(T)의 설치상태를 위주로 그 개념을 도시한 바, 종래와 달라진 점이라면 종래의 래디어스로드(114)를 설치하지 않고 다수의 리액션로드(L)와 토션바(T)로 대체하였다는 점이다.

상기 리액션로드(L)와 토션바(T)의 설치상태를 구체적으로 설명하면, 차체의 프레임(100)에 연결되고 트러니언축(104;도 1에 도시됨)을 지지하도록 되어 있는 트러니언베이스(10)에 그 회전축(S)이 지지되며, 상기 회전축(S)을 중심축으로 하는 베벨기어(B)가 일단에 형성되고, 타단은 차축(112a,112b)의 좌우에 각각 연결되는 전방좌측리액션로드(1)와 전방우측리액션로드(2)와 후방좌측리액션로드(3) 및 후방우측리액션로드(4)가 각각 설치되고, 상기 4개의 리액션로드(L)의 연결은 먼저 전후의 리액션로드간(L)을 양측의 토션바(T)로 연결하고, 상기 토션바(T)들을 다시 전후의 토션바(T)로 연결한 구조이다.

즉, 상기 전방좌측리액션로드(1)와 후방좌측리액션로드(3)는 양단에 베벨기어(B)가 각각 형성된 좌측토션바(5)로 연결되고, 상기 전방우측리액션로드(2)와 후방우측리액션로드(4)는 양단에 베벨기어(B)가 각각 형성된 우측토션바(6)로 연결되며, 상기 좌측토션바(5)와 우측토션바(6) 사이에는 다시 베벨기어(B)를 매개로 연결되는 전방토션바(7)와 후방토션바(8)가 각각 설치된 것이다.

여기서, 상기 좌측토션바(5)와 우측토션바(6)의 경우에는 상기리액션로드들(L) 간의 회전방향을 적절히 맞추기 위해 일방에 베벨기어가 겹쳐진 더블베벨기어(DB)를 형성하여 구성함으로써, 상기 후방좌측리액션로드(3) 및 후방우측리액션로드(4)의 회전방향이 상기 전방좌측리액션로드(1) 및 전방우측리액션로드(2)의 회전방향과 같아지도록 하였다.

아울러, 도면에는 상기 각 회전축(S) 및 토션바(T)의 회전을 가이드하기 위한 베어링이 표현되어 있고, 상기한 바와 같은 구성은 상하 이중으로 구성되어 있다(도 2참조).

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4를 참조하여, 주행중 전방의 차축(112a)이 상승하는 경우의 작동을 살펴보면, 전방의 차축(112a)이 상승됨에 따라서, 여기에 연결되어 있는 전방좌측리액션로드(1)와 전방우측리액션로드(2)는 상기 트러니언베이스(10)에 고정된 회전축(S)을 중심으로 회전되면서 베벨기어(B)를 회전시키게 되고, 이 회전력은 다시 좌측토션바(5)와 우측토션바(6)를 경유하여 상기 후방좌측리액션로드(3)와 후방우측리액션로드(4)를 아래쪽으로 회전시킨다.

따라서, 상기 후방좌측리액션로드(3)와 후방우측리액션로드(4)에 연결된 후방의 차축(112b)은 하향하여 하중을 더 받게 되어 전방의 차축(112a)과 균형을 이루게 되므로, 종래의 이퀄라이저 기능이 수행되는 것이다.

물론, 상기한 바와 같은 이퀄라이저 동작은 상기 설명한 경우와는 달리 후방의 차축(112b)이 상승되는 경우에도 마찬가지의 원리로서 작동된다.

다음, 전후의 양 차축(112a,112b)이 동시에 상측으로 힘을 받아 이동되는 경우를 도 5를 참조하여 살펴보면, 상기 전방좌측리액션로드(1)와 전방우측리액션로드(2)의 회전방향은 후방좌측리액션로드(3)와 후방우측리액션로드(4)의 회전방향과 반대방향으로서 상기와 같은 회전방향을 가진 회전력을 양단의 베벨기어(B) 및 더블베벨기어(DB)로부터 전달받는 좌측토션바(5) 및 우측토션바(6)는 양단이 서로 반대방향으로 회전되도록 하는 회전력을 받아 비틀려지면서 탄성력을 제공하게 된다.

따라서, 이 경우에는 상기와 같은 좌측토션바(5) 및 우측토션바(6)에서 제공하는 탄성력이 상기 리액션로드들(L)을 통해 양 차축(112a,112b)에 역으로 전달되어 리프스프링(110)과 함께 차륜으로부터 차체로 전해지는 충격을 흡수 완화하는 역할을 수행하게 된다.

이때, 상기 전방토션바(7) 및 후방토션바(8)는 비틀림 없이 단순히 리액션로드(L)의 회전량에 따라 동일한 방향으로 회전될 뿐이다.

다음, 롤링이 발생되는 경우의 작용상태를 차축(112a,112b)의 우측이 상승될 때의 상태를 도시한 도 6을 참조하여 살펴보면, 상기 전방우측리액션로드(2)와 후방우측리액션로드(4)쪽의 차축이 상승되면서 상기 우측토션바(6)는 양쪽에서 서로 반대방향의 회전력을 받아 비틀어지고, 상기 전방좌측리액션로드(1)와 후방좌측리액션로드(3)쪽의 차축이 하강하면서 그 회전력을 전달받은 좌측토션바(5)는 상기 우측토션바(6)와 동일한 방향의 비틀림력을 받게 된다.

따라서, 상기 좌측토션바(5)와 우측토션바(6)에 각각 베벨기어(B) 및 더블베벨기어(DB)로 연결된 전방토션바(7)와 후방토션바(8)는 양단에서 서로 반대방향의 회전력을 받아 비틀리게 되는바, 이때, 상기 전방토션바(7)와 후방토션바(8)가 비틀리면서 저항하는 힘은 역으로 상기 좌측토션바(5) 및 우측토션바(6)를 거쳐 전/후방에 위치한 각 리액션로드(L)로 전달되어 차축(112a,112b)의 좌우 불균형을 시정하도록 하는 힘으로 작용되는 바, 종래의 스태빌라이저가 작용하듯이 차량의 롤링을 억제하게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 주행상태에 따라 발생되는 다양한 차축의 움직임에 대해 전후의 양 차축에 불균형이 생기는 경우에는 좌측토션바 및 우측토션바가 균형을 잡을 수 있도록 하고, 차축의 좌우로 불균형이 생기는 롤링현상이 일어날 때에는 전방토션바 및 후방토션바가 불균형을 바로잡을 수 있도록 함으로써, 전후 차축에 불균일하게 작용하는 하중의 균등한 분산은 물론 좌우의 롤링이 억제되어 보다 안정적인 주행상태를 확보할 수 있다.

Claims (2)

1. 프레임에 연결되는 트러니언베이스에 회전축이 지지되며, 상기 회전축을 중심축으로 하는 베벨기어가 일단에 형성되고, 타단은 차축의 좌우에 연결되는 전방좌측리액션로드와 전방우측리액션로드와 후방좌측리액션로드 및 후방우측리액션로드와;

   양단에 베벨기어가 형성되어 상기 전방좌측리액션로드와 후방좌측리액션로드를 연결하는 좌측토션바 및 상기 전방우측리액션로드와 후방우측리액션로드를 연결하는 우측토션바 및;

   상기 좌측토션바와 우측토션바에 베벨기어로 연결되는 전방토션바 및 후방토션바를 갖추며;

   상기 좌측토션바와 우측토션바의 일단에는 상기 후방좌측리액션로드 및 후방우측리액션로드의 회전방향이, 상기 전방좌측리액션로드 및 전방우측리액션로드와 같아지도록 하는 더블베벨기어가 구비된 것을 특징으로 하는 토션바 타입의 탠덤 트러니언 서스펜션.
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