KR100427312B1 - 자동차의 후륜 현가장치 - Google Patents

Abstract

제동시 안정된 제동 자세를 갖도록 하고, 타이어의 그립력을 극대화하여 선회시 제동 안정성을 확보하며, 차체와 타이어의 상대 회전운동을 최소화하여 고도의 차량 거동 특성을 구현함은 물론 토우 및 캠버의 제어로 지오메트리 설정 자유도를 극대화하여 보다 고성능화 하며, 어퍼 컨트롤 아암의 높이를 낮추고, 차체 사이드 멤버 및 후측 플로워 부분의 높이를 낮추어 뒷좌석의 실내공간 및 트렁크 룸 용량을 크게 확보할 수 있는 자동차의 후륜 현가장치를 제공할 목적으로;

휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어와; 차폭 방향으로 배치되어 상기 휠 캐리어의 하단부분과 상단부분을 차체측과 연결하는 적정수의 로워 및 어퍼 컨트롤 아암과 트레일링 아암을 포함하여 이루어지되,

상기 로워 컨트롤 아암은 1개를 배치하고, 어퍼 컨트롤 아암은 적어도 1개 이상 배치하며, 상기 휠 캐리어의 상부 전측부분과 트레일링 아암 사이에 토우 및 캠버 제어수단을 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치를 제공한다.

Description

자동차의 후륜 현가장치{Rear suspension system for vehicles}

본 발명은 자동차의 후륜 현가장치에 관한것으로서, 보다 상세하게는 멀티 링크 현가장치에 있어서, 안정된 제동 자세를 갖도록 하고, 타이어의 그립력을 극대화하여 선회시 제동 안정성을 확보하며, 차체와 타이어의 상대 회전운동을 최소화하여 고도의 차량 거동 특성을 구현함은 물론 토우 제어로 지오메트리 설정 자유도를 극대화시킬 수 있도록 한 자동차의 후륜 현가장치에 관한 것이다.

차량에 있어서의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 상하방향으로는 스프링과 유압 쇽 업소오버등에 의해 지지되고, 기타방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.

이러한 현가장치는 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자에게 안락한 승차감을 제공하고, 운전자의 운전행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하며, 불규칙한 노면의 주행시 타이어 접지면에서의 수직하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동시 차량의 조종성 및 안정성을 확보하여야 한다는 기본 조건을 만족시켜야만 한다.

이러한 조건을 만족시키기 위해서는 서스펜션 지오메트리에 의한 휠의 자세가 매우 중요한 요소로 작용하게 되는데, 휠의 자세는 차체와의 상대 운동에 따라 라 크게 변하게 되며, 변하는 휠의 자세에 따라 차량의 전체적인 성능을 크게 좌우하게 된다.

이에따라 최근의 현가장치는 상기 요구조건을 충족시킬 수 있는 다양하게 개발되어 그 나름대로 꾸준한 발전이 거듭되고 있는데, 특히, 최근에는 고출력 엔진의 등장과 더불어 소비자의 "주행의 재미(Fun to drive)"에 대한 선호도가 급격히 증가하기 시작함에 따라 운전자의 의지를 유쾌하게 표현할 수 있는 고성능 서스펜션 시스템의 출현이 강력히 요구되고 있다.

그러나 현재까지 개발되어 사용되고 있는 트레일링 아암 타입, 토우션 비임 액슬 타입, 스트러트 타입, 더블 위시본 타입과 같은 리어 서스펜션 시스템으로는 상기 요구를 충분히 수용하기에는 불충분하다.

이에따라 최근에는 적어도 3개 이상의 링크를 사용하여 노면으로부터 입력되는 충격 및 진동과, 차체의 진동을 이상적인 기구학적 운동으로 이들을 효과적으로 수용할 수 있는 멀티 링크 타입 서스펜션 시스템이 개발되어 양산차량에 적용되고 있다.

그러나 이미 개발되어 있는 일반적인 서스펜션 시스템의 경우에 있어서는 고성능으로서의 장점은 지니고 있으나, 구조가 복잡하여 부품수가 많고 부피가 커지면서 중량이 커지게 되어 연비 및 배기 규제 관련 문제는 물론이고, 제작비가 많이 들고, 가격 경쟁면에서 열세에 놓이게 되어 상품성을 떨어지게 한다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 이미 개발되어 있는 일반적인 멀티 링크 타입 현가장치의 경우에 있어서는 다소의 성능향상은 이루어졌다고는 하지만, 휠의 자세를 이상적으로 실현하는데에는 한계가 있으며, 다수의 링크를 사용함으로써, 부품수 및 부피가 커지면서 제작비가 많이 소요되고, 공간 이용율을 저하시키다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 제동시 안정된 제동 자세를 갖도록 하고, 타이어의 그립력을 극대화하여 선회시 제동 안정성을 확보하며, 차체와 타이어의 상대 회전운동을 최소화하여 고도의 차량 거동 특성을 구현함은 물론 토우 및 캠버의 제어로 지오메트리 설정 자유도를 극대화하여 보다 고성능화 할 수 있도록 한 자동차의 후륜 현가장치를 제공함에 있다.

또한, 어퍼 컨트롤 아암의 높이를 낮추고, 차체 사이드 멤버 및 후측 플로워부분의 높이를 낮추어 뒷좌석의 실내공간 및 트렁크 룸 용량을 크게 확보할 수 있는 자동차의 후륜 현가장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 제1 실시예의 현가장치 사시도.

도 2는 도 1의 배면도.

도 3은 도 1의 평면도.

도 4는 제동시의 작동을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 의한 제2 실시예의 현가장치 사시도이다.

이러한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어와; 차폭 방향으로 배치되어 상기 휠 캐리어의 하단부분과 상단부분을 차체측과 연결하는 적정수의 로워 및 어퍼 컨트롤 아암과 트레일링 아암을 포함하여 이루어지되,

상기 로워 컨트롤 아암은 1개를 배치하고, 어퍼 컨트롤 아암은 전,후 2개를 배치하며, 상기 휠 캐리어의 상부 전측부분과 트레일링 아암 사이에 토우 및 캠버 제어수단을 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치를 제공한다.

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

도 1 은 본 발명에 의한 제1 실시예의 현가장치 사시도로서, 휠(2)을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어(4)의 하측부는 차폭방향으로 배치되는 로워 컨트롤 아암(6)에 의하여 차체에 연결되고, 상측부는 전후 일정간격을 두고 차폭방향으로 배치되는 어퍼 컨트롤 아암(8)(10)에 의하여 차체와 연결된다.

그리고 상기 휠 캐리어(4)의 하부 전측에는 거의 차체 길이방향으로 배치되는 트레일링 아암(12)에 의하여 차체와 연결되며, 상기 로워 컨트롤 아암(6)은 상하 방향으로 세워지면서 차체와 연결되는 코일 스프링(14) 및 쇽 업소오버(16)에의하여 지지된다.

도면에서는 코일 스프링(14)과 쇽 업소오버(16)가 분리된 형태로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 스프링(14)가 쇽 업소오버(16)가 일체로 형성된 완충수단이 배치될 수도 있다.

이에따라 상하방향으로는 스프링(14)과 유압 쇽 업소오버(16)등에 의해 지지되고, 기타방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 되는 것이다.

이러한 현가장치에 있어서, 본 발명은 상기 휠 캐리어(4)의 상부 전측부분과 트레일링 아암(12) 사이에 캠버 및 토우 제어수단인 컨트롤 링크(18)를 배치하였다.

상기에서 컨트롤 링크(18)는 상하단부에 각각 연결부(20)(22)가 형성되어 상단 연결부(20)가 휠 캐리어(4)에 고무 부싱등을 개재시켜 연결되고, 하단 연결부(22)가 전측으로 경사진 상태에서 트레일링 아암(12)에 연결됨으로써, 전체적으로 도 1내지 도 3과 같은 구성으로 이루어지게 되는 것이다.

이에따라 제동시에는 도 2에서 도 4에서와 같이, 제동 토오크는 컨트롤 링크(18)에 의해 휠(2)의 회전운동을 막아주게 되는데, 이때 컨트롤 링크(18)에 걸리는 하중은 컨트롤 링크(18)의 상단 연결부(20)를 하측으로 밀어주게 됨으로써, 이 힘에 의하여 컨트롤 링크(18)의 상단 연결부(20)는 차내측으로 움직이게 된다.

이와같이 컨트롤 링크(18)의 상단 연결부(20)가 차체측으로 움직이는 경우에는 도 2에서와 같이, 휠(2)의 상측부분이 차내측으로 유도됨으로써, 휠(2)의 캠버를 도 2에서와 같이 "-" 측으로 유도하고, 토우 또한, 도 3에서와 같이 "-"측으로 유도하는 결과가 된다.

이러한 휠의 자세에 따라서, 제동시 차체의 안정된 자세를 가능케 하며, 타이어의 그립력을 극대화 시켜 줄 수 있게 되는 바, 선회시 제동 안정성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

또한, 구동시에도 고무부시의 컴플라이언스 특성에 의하여 발생하는 차체와 타이어의 상대 회전운동을 최소화할 수 있는 바, 고도의 차량 거동 특성을 구현할 수 있게 되는 것이다.

그리고 컨트롤 링크(18)가 상기와 같이 구동 및 제동시 토오크를 받아주는 역할을 함으로써, 어퍼 컨트롤 아암(8)(10)의 차체측 연결부(24)(26)쪽이 리볼루트 조인트(revolute joint)의 특성을 지닌 "A" 형이나 "L"형 마운트 타입을 지닐 필요가 없게 된다.

또한, 횡력 작용시에는 2개의 어퍼 컨트롤 아암(8)(10)이 분담하는 것이 가능하여 높은 횡강성을 유지시키면서 어퍼 컨트롤 아암(8)(10)의 위치를 낮추는 것이 가능하여 차체 사이드 멤버 및 후측 플로워의 높이를 하향시킬 수 있는 바, 뒷좌석의 실내공간 및 트렁크 룸의 용량을 크게 할 수 있음은 물론 전후 2개의 어퍼 컨트롤 아암(8)(10)는 휠 센??의 큰처에 있으므로 이 것들로 독립적인 토우 제어가 가능하여 현가장치의 지오메트리 설정 자유도를 높일 수 있게 되는 것이다.

도 5는 본 발명에 의한 제2 실시예를 보인 것으로서, 전후 2개의 로워 컨트롤 아암(50)(52)과 1개의 어퍼 컨트롤 아암(54)을 적용한 예로서, 컨트롤 링크(18)에 의한 작용효과는 상기 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 멀티 링크 후륜 현가장치에 있어서, 제동시 안정된 제동 자세를 갖도록 하고, 타이어의 그립력을 극대화하여 선회시 제동 안정성을 확보하며, 차체와 타이어의 상대 회전운동을 최소화하여 고도의 차량 거동 특성을 구현함은 물론 토우 및 캠버의 제어로 지오메트리 설정 자유도를 극대화하여 보다 고성능화 할 수 있게 된다.

또한, 어퍼 컨트롤 아암의 높이를 낮추고, 차체 사이드 멤버 및 후측 플로워 부분의 높이를 낮추어 뒷좌석의 실내공간 및 트렁크 룸 용량을 크게 확보할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어와; 차폭 방향으로 배치되어 상기 휠 캐리어의 하단부분과 상단부분을 차체측과 연결하는 적정수의 로워 및 어퍼 컨트롤 아암과 트레일링 아암을 포함하여 이루어지는 현가장치에 있어서,

   상기 휠 캐리어의 상부 전측부분과 트레일링 아암 사이에 토우 및 캠버 제어수단인 컨트롤 링크를 배치하되, 상기 컨트롤 링크는 상단 연결부가 고무부시를 개재시켜 휠 캐리어에 연결되고, 하단 연결부가 전측으로 기울어진 상태로 트레일링 아암의 중간부 후측에 연결됨을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치.
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