KR100412848B1 - 자동차의 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 현가장치에 관한 것으로, 주행중 노면으로부터 차체로 전달되는 하중을 감쇠시키는 쇽 업소버가 차체에 수평한 방향으로 배치시켜 차체의 플랫 플로워의 구현과 차체의 상면고의 하향 설정을 도모함과 더불어, 노면으로부터 전달되는 하중에 대한 감쇠력의 구현도 정상적으로 실시할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 차체의 하부에서 수평한 방향으로 배치되어 주행중 차체로 전달되는 하중을 감쇠시키는 쇽 업소버(10)와, 이 쇽 업소버(10)의 외측 마운팅부(10a)와 차륜을 지지하는 너클아암 사이에 배치되는 제1링크부재(18) 및, 이 제1링크부재(18)의 중간부위에 일측 선단이 제1링크부재(18)상에 회동가능하게 결합됨과 더불어 타측 선단이 차체측에 구속되게 배치되는 제2링크부재(20)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 현가장치{suspension system for an automotive vehicle}

본 발명은 자동차의 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노면으로부터 차체로 전달되는 진동을 감쇠시키는 쇽 업소버를 차체와 현가아암 사이에 수평한 방향으로 설치시켜 플랫 플로워의 구현과 차량의 상면고를 하향 설계할 수 있도록 하는 자동차의 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 현가장치는 차축과 차체 사이를 연결하여 주행중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 적재된 화물의 손상을 방지하면서 승차감을 향상시키도록 하는 장치로서, 이의 구성은 크게 노면으로부터 충격을 완화시키는 섀시 스프링과, 섀시 스프링의 자유진동을 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버 및, 차량의 롤링을 방지하는 스태빌라이저 바아 등으로 구성된다.

또한, 상기 현가장치는 이를 구성하는 현가아암의 형상 등에 따라 맥퍼슨식과 위시본식, 트레일링 링크식, 멀티 링크식 등이 다양한 형태로 구분될 수 있다.

한편, 레저용 차량(RV)이나 밴(VAN)형 차량의 경우에는 화물의 적재성과 사용자의 승/하차성 등의 실용성이 판매에 크게 영향을 주는 부분인 바, 상기 화물의 적재성과 사용자의 승/하차성의 향상을 위해서는 화물이 적재되는 후방 차체의 플로워가 평평한 형태의 이른 바 플랫 플로워의 구현과, 상면고(노면에 대한 타이어의 접촉점으로부터 플로워까지의 높이로서 차종의 적재성을 표시하는 기준으로 사용되며, 그 높이가 낮을수록 화물의 적재 및 하적시 사용자의 노력이 덜하게 됨)의하향 설정이 필수적이다.

특히, 상기 플랫 플로워의 구현을 위해서는 하부차체에서 플로워로 돌출되는 부품이 없어야 하는 데, 차량의 현가장치에 있어 플랫 플로워의 구현에 가장 큰 제약 조건은 쇽 업소버이다.

즉, 상기 쇽 업소버는 단품의 길이를 현가장치에 있어 범프 및 리바운드 시 초래되는 양에 따라 결정하여야 하므로, 상기 상면고나 쇽 업소버의 레이-아웃에 따라 결정되는 현가아암의 로어 마운팅 위치에 의해 쇽 업소버의 어퍼 마운팅 위치도 결정된다.

또한, 상기 쇽 업소버의 어퍼 마운팅부에는 범프 스토퍼가 장착되어야 하므로, 상기 쇽 업소버의 설치에 따른 공간적 점유량은 더욱 더 증가되는 실정이다.

따라서, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 쇽 업소버(10)의 배치를 다소 기울어지게 배치하여 플로워에 대한 쇽 업소버(10)의 침범을 막아, 플랫 플로워의 구현과 상면고의 하향 설정을 위한 설계를 하였다.

도면중 미설명 부호 12는 리어 로어 링크이고, 14는 리어 스테빌라이져 바아이며, 16은 리어 코일 스프링이다.

그런데, 상기와 같이 차체에 수직한 방향으로부터 다소 기울어진 형태로 설치되는 쇽 업소버(10)에서는 차륜의 스트로크 방향 대비 쇽 업소버의 설치 방향 사이의 힘 전달 관계를 도시한 도 2에 도시된 바와 같이, 주행중 노면으로부터 대략수직으로 입력되는 하중(F)이 기울어진 각도(θ)로 쇽 업소버(10)에 입력되는 바, 이 입력되는 하중(Fn)은 수직방향의 하중(F)에 비해 기울어진 각도의 코사인 값 만큼 작아지게 된다.

이때, 하중의 전달에 따른 수직 방향의 이동거리에 비해 기울어진 각도의 이동거리는 그 만큼 단축되므로, 상기 쇽 업소버(10)에서는 수축량이 줄어 들어 감쇠력의 발휘를 덜 하게 된다.

이 결과, 상기 쇽 업소버(10)의 효율은 저하되므로, 이를 방지하기 위해서는 적은 수축거리에도 저하된 만큼의 감쇠력을 보완할 수 있게 하기 위해서 쇽 업소버(10)의 용량을 증가시켜야만 하는 단점이 있다.

또한, 상기와 같이 기울어진 각도로 배치된 쇽 업소버(10)에서는 하중의 전달시 측력이 발생하게 되고, 이 힘은 쇽 업소버(10)의 감쇠력을 발생시키지 않을 뿐만 아니라, 상기 쇽 업소버(10)에 벤딩 모우멘트를 일으켜, 상기 쇽 업소버(10)의 작동에 마찰 요인으로 작용하게 되는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 주행중 노면으로부터 차체로 전달되는 하중을 감쇠시키는 쇽 업소버가 차체에 수평한 방향으로 배치시켜 차체의 플랫 플로워의 구현과 차체의 상면고의 하향 설정을 도모함과 더불어, 노면으로부터 전달되는 하중에 대한 감쇠력의 구현도 정상적으로 실시할 수 있도록 하는 자동차의 현가장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체의 하부에서 수평한 방향으로 배치되어 주행중 차체로 전달되는 하중을 감쇠시키는 쇽 업소버와, 이 쇽 업소버의 외측 마운팅부와 차륜을 지지하는 너클아암 사이에 배치되는 제1링크부재 및, 이 제1링크부재의 중간부위에 일측 선단이 제1링크부재상에 회동가능하게 결합됨과 더불어 타측 선단이 차체측에 구속되게 배치되는 제2링크부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 상용차의 후방 현가장치의 구성을 도시한 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 쇽 업소버에 있어 작동 효율의 저하를 설명하기 위해, 차륜의 스트로크 방향 대비 쇽 업소버의 설치 방향 사이의 힘 전달 관계를 도시한 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 현가장치에서 수평형 쇽 업소버 장치가 설치 된 상태를 도시한 개략도.

도 4는 도 3에 도시된 수평형 쇽 업소버 장치의 작동 상태를 도시한 개략도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-쇽 업소버 10a-외측 마운팅부

12-리어 로어 링크 14-리어 스테빌라이져 바아

16-리어 코일 스프링 18-제1링크부재

18a-로어 마운팅부 18b-어퍼 마운팅부

20-제2링크부재 20a-로어 마운팅부

20b-어퍼 마운팅부

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 현가장치에서 수평형 쇽 업소버 장치가 설치 된 상태를 도시한 개략도이고, 도 4는 도 3에 도시된 수평형 쇽 업소버 장치의 작동 상태를 도시한 개략도이다.

본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 주행중 노면으로부터 차체로 전달되는 하중을 감쇠시키도록 설치된 쇽 업소버(10)가 차체의 하부에서 수평한 방향으로 배치되고, 상기 쇽 업소버(10)의 차체측 외측 마운팅부(10a)에는 차륜을 지지하는 너클아암(도시안됨)과 양측 선단이 연결되는 제1링크부재(18)가 배치되며, 이 제1링크부재(18)의 중간부위에는 일측 선단이 제1링크부재(18)상에 회동가능하게 결합됨과 더불어 타측 선단이 차체측에 구속되는 제2링크부재(20)가 배치되어 구성된다.

즉, 상기 제1링크부재(18)의 로어 마운팅부(18a)는 현가장치의 너클아암과 회동가능하게 결합되고, 상기 제1링크부재(18)의 어퍼 마운팅부(18b)는 상기 쇽 업소버(10)의 차체측 외측 마운팅부(10a)상에 회동가능하게 결합된다.

그리고, 상기 제2링크부재(20)의 로어 마운팅부(20a)는 상기제1링크부재(18)의 중간부위에 회동가능하게 결합되고, 상기 제2링크부재(20)의 어퍼 마운팅부(20b)는 차체측에 회동가능하게 결합되며, 상기 쇽 업소버(10)의 차체측 내측 마운팅부(10b)는 차체측에 고정결합된다.

따라서, 주행중 노면으로부터 타이어에 하중이 전달되면, 상기 너클아암과 결합된 제1링크부재(18)의 로어 마운팅부(18a)는 수직한 방향(Y)으로 이동하게 되고, 이 제1링크부재(18)의 중간부위에 로어 마운팅부(20a)를 매개로 결합된 상기 제2링크부재(20)는 이의 어퍼 마운팅부(20b)가 차체측에 결합되어 지지됨에 따라, 상기 제1링크부재(18)의 어퍼 마운팅부(18b)는 쇽 업소버(10)의 차체측 외측 마운팅부(10a)를 수평한 방향(X)으로 가압하게 된다.

이는, 상기 쇽 업소버(10)의 외측 마운팅부(10a)와 연결된 제1링크부재(18)의 로어 마운팅부(18a)가 주행중 노면으로부터 전달되는 하중에 의해 수직한 방향(Y)으로 이동할 때, 상기 제2링크부재(20)는 어퍼 마운팅부(20b)가 차체측에 고정되어 있어 이의 로어 마운팅부(20a)가 상기 제1링크부재(18)의 어퍼 마운팅부(18b)를 쇽 업소버(10)측으로 인접한 방향으로 이동되도록 안내하는 기구학적 이동궤적에 따라 가능한 것이다.

그리고, 상기 제1링크부재(18)와 제2링크부재(20) 사이의 기구학적 이동궤적은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1링크부재(18)의 로어 마운팅부(18a)가 수직한 방향(Y)으로 이동함에 있어, 상기 제2링크부재(20)의 어퍼 마운팅부(18b)가 수평한 방향(X)으로 이동하는 과정을 실선과 점선 및 일점쇄선으로 각각 보여주고 있다.

즉, 주행중 노면으로부터 타이어에 전달되는 하중에 의해 차륜을 지지하는 너클아암이 상하방향으로 범프 및 리바운드 될 때, 상기 쇽 업소버(10)는 제1링크부재(18)와 제2링크부재(20)를 매개로 하여 수평한 방향으로 하중을 입력받을 수 있게 된다.

이와 같이, 상기 쇽 업소버(10)가 하부차체에 수평한 방향으로 설치되면, 이른 바 후방 차체의 플로워를 평평한 형태의 플랫 플로워의 구현이 가능해 지고, 노면에 대한 타이어의 접촉점으로부터 플로워까지의 높이로서 차종의 적재성을 표시하는 기준으로, 그 높이가 낮을수록 화물의 적재 및 하적시 유리한 상면고의 하향 설정이 가능해 지게 된다.

또한, 주행중 노면으로부터 전달되는 하중이 상기 쇽 업소버(10)에 제1링크부재(18)와 제2링크부재(20)를 매개로 수평한 방향(X)으로 입력될 수 있으므로, 상기 쇽 업소버(10)에서는 측력의 발생이 최소화될 수 있어 감쇠 특성을 최대로 발휘할 수 있게 된다.

아울러, 상기 쇽 업소버(10)에는 측력에 따른 벤딩 모우멘트가 발생하지 않으므로, 상기 쇽 업소버(10)의 작동에 있어 마찰 요인이 사라지게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 현가장치에 의하면, 주행중 노면으로부터 입력되는 하중을 감쇠시키는 쇽 업소버(10)가 하부차체에 수평한 방향으로 배치됨에 따라, 하부차체를 평평하게 하는 플랫 플로워의 구현이 가능해 지게 되고, 노면과 플로워 사이의 상면고를 최소한으로 줄일 수 있으므로, 사용자의 승/하차시 유리함은 물론, 화물의 적재 및 하적시에도 힘이 덜 드는 장점이 있게 된다.

또한, 상기 쇽 업소버(10)로 입력되는 하중이 쇽 업소버(10)의 설치 방향과 일치하게 되므로, 쇽 업소버(10)의 작동 효율이 극대화될 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 차체의 하부에서 수평한 방향으로 배치되어 주행중 차체로 전달되는 하중을 감쇠시키는 쇽 업소버(10)와,

   이 쇽 업소버(10)의 외측 마운팅부(10a)와 차륜을 지지하는 너클아암 사이에 배치되는 제1링크부재(18) 및,

   이 제1링크부재(18)의 중간부위에 일측 선단이 제1링크부재(18)상에 회동가능하게 결합됨과 더불어 타측 선단이 차체측에 구속되게 배치되는 제2링크부재(20)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 현가장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1링크부재(18)는 너클아암에 회동가능하게 결합된 로어 마운팅부(18a)와, 상기 쇽 업소버(10)의 외측 마운팅부(10a)에 회동가능하게 결합된 어퍼 마운팅부(18b)를 갖춘 것을 특징으로 하는 자동차의 현가장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2링크부재(20)는 제1링크부재(18)의 중간부위에 회동가능하게 결합된 로어 마운팅부(20a)와, 차체측에 회동가능하게 결합된 어퍼 마운팅부(20b)를 갖춘것을 특징으로 하는 자동차의 현가장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 쇽 업소버(10)의 내측 마운팅부(10b)는 차체측에 고정결합된 것을 특징으로 하는 자동차의 현가장치.