KR100427332B1 - 자동차의 후륜 현가장치 - Google Patents

Abstract

트레드 변화를 최소화하여 타이어 마모를 방지하고, 좌,우 진동과 선회시의 차체의 순간적인 이동력을 최소화함으로써, 승차감을 향상시킬 수 있는 자동차의 후륜 현가장치를 제공할 목적으로;

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

상기 로워 및 컨트롤 아암의 휠측 연결부의 위치를 동일 수직선상에 위치토록 하고, 상기 로워 및 어퍼 컨트롤 아암과 휠 캐리어는 직교 상태가 되도록 하되,

상기 로워 컨트롤 아암의 차체측 연결부와 휠측 연결부를 각각 A 와 B, 상기 어퍼 컨트롤 아암의 차체측 연결부와 휠측 연결부를 C 와 D, 상기 휠 연결부을 연결하는 가상의 선과 지면이 접촉하는 지점을 E 라고 할 때, 각 지점의 거리 선분이 DE : BE = AB : CD 가 되도록 형성한 자동차의 후륜 현가장치를 제공한다.

Description

자동차의 후륜 현가장치{Rear suspension system for vehicles}

본 발명은 자동차의 후륜 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휠의 범프 및 리바운드시 트레드 변화를 최소화하여 승차감을 향상시킴은 물론 타이어의 수명을 연장시킬 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 첫째, 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자에게 안락한 승차감을 제공하고,

둘째, 운전자의 운전행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하여야 하며,

셋째, 불규칙한 노면의 주행시 타이어 접지면에서의 수직하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동시 차량의 조종성 및 안정성을 확보하여야 한다는 기본 조건을 만족시켜야만 한다.

상기와 같은 조건을 만족시키기 위하여는 여러종류의 서스펜션 시스템이 개발되어 실차에 적용되고 있는데, 그 중 더블 위시본 타입 현가장치의 일례를 살펴보면, 도 4에서와 같이, 휠(200)을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어(202)와, 상기 휠 캐리어(202)의 하측 부분을 차체와 연결하여 주는 로워 컨트롤 아암(204)과, 상기 휠 캐리어(202)의 상측 부분을 차체와 연결하여 주는 어퍼 컨트롤 아암(206)과, 스프링(208)과 쇽 업소오버(210)가 일체로 형성되어 거의 수직상으로 세워지며, 그 상측단이 차체에 현가 지지되며 하측단이 로워 컨트롤 아암(204)에 연결되는 완충수단(212)을 포함하여 이루어진다.

상기에서 완충수단(212)을 형성하는 스프링(208)과 쇽 업소오버(210)은 일체로 형성되는 것은 아니고 상호 독립적으로 형성되어 배치될 수 있음은 물론이다.

그러나 상기와 같은 위시본 타입 현가장치에 있어서는 노면에서의 돌출물이 선회에 따른 범프시 도 5에서와 같이, 휠이 상승하면서 트레드(t)가 크게 변한다는문제점이 있다.

즉, 어퍼 및 로워 컨트롤 아암(204)(206)의 길이에 따라 휠(200)의 자세가 달라지게 되는데, 이때, 어퍼 및 로워 컨트롤 아암(204)(206)의 길이에 따른 기구학적인 운동궤적에 의해 필연적으로 나타나게 된다.

상기와 같이 휠의 트레드가 변화하는 경우에는 타이어의 마모에도 큰 영향을 미칠뿐만 아니라 지속적인 좌우 진동을 발생시키고, 특히 선회시에는 후륜측 차체측에 순간적인 좌,우 이동력이 발생되어 승차감을 저하시킴으로써, 승객들에게 불쾌감을 주어 당해 차량에 대한 신뢰성을 저하시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 트레드 변화를 최소화하여 타이어 마모를 방지하고, 좌,우 진동과 선회시의 차체의 순간적인 이동력을 최소화함으로써, 승차감을 향상시킬 수 있는 자동차의 후륜 현가장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 현가장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 현가장치의 개략적인 정면도.

도 3 (A)(B)는 본 발명에 의한 트레드 변화를 나타내기 위한 도면.

도 4는 종래 현가장치 일예의 정면도.

도 5는 종래 현가장치의 문제점을 나타내기 위한 도면이다.

이러한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어와; 차폭 방향으로 배치되어 상기 휠 캐리어의 하단부분과 상단부분을 차체측과 연결하는 로워 및 어퍼 컨트롤 아암을 포함하여 이루어지는 자동차의 현가장치에 있어서,

상기 로워 및 컨트롤 아암의 휠측 연결부의 위치를 동일 수직선상에 위치토록 하고, 상기 로워 및 어퍼 컨트롤 아암과 휠 캐리어는 직교 상태가 되도록 하되,

상기 로워 컨트롤 아암의 차체측 연결부와 휠측 연결부를 각각 A 와 B, 상기 어퍼 컨트롤 아암의 차체측 연결부와 휠측 연결부를 C 와 D, 상기 휠 연결부을 연결하는 가상의 선과 지면이 접촉하는 지점을 E 라고 할 때, 각 지점의 거리 선분이 DE : BE = AB : CD 가 되도록 형성한 자동차의 후륜 현가장치를 제공한다.

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

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 현가장치의 구성도로서, 부호 2는 휠 캐리어를 지칭한다.

상기 휠 캐리어(2)는 휠(4)을 회전 가능하게 지지하며, 그의 중앙에는 휠(4)을 지지하는 스핀들(6)이 배치되고, 상기 휠 캐리어(2)는 하단 부분과 상단 부분에는 차폭 방향으로 배치되는 로워 컨트롤 아암(8) 및 어퍼 컨트롤 아암(10)에 의해 차체측에 연결된다.

상기에서 로워 컨트롤 아암(8)과 어퍼 컨트롤 아암(10)은 A형 아암으로 이루어져 휠 측 연결부(12)(14)가 휠 캐리어(2)와 볼 죠인트 방식으로 연결이 이루어지고, 차체측 연결부는 각각 전,후 연결부(16)(18),(20)(22)로 이루어져 차체측에 연결된다.

상기에서 로워 및 어퍼 컨트롤 아암(8)(10)의 형상이 A형이라고 지칭하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 더블 위시본 타입 현가장치의 일예만을 설명하고 있을 뿐이다.

그리고 상기 로워 컨트롤 아암(8)의 상부 중앙에는 완충수단을 배치할 수 있는 부분이 마련되어 이에 코일 스프링(24)과 쇽 업소오버(26)로 이루어지는 완충수단이 차체측으로 약간 기울어진 상태로 배치된다.

이러한 현가장치에 있어서, 본 발명은 상기 로워 및 컨트롤 아암(8)(10)의 휠측 연결부(12)(14)를 휠 캐리어(2)와 연결하되, 도2에서와 같이, 그 위치가 동일 수직선상에 위치하도록 하였다.

또한, 상기 로워 및 어퍼 컨트롤 아암(8)(10)과 휠 캐리어(2)는 수직 상태를 유지할 수 있도록 한 상태에서 차체측 연결부(16)(18),(20)(22)를 차체와 연결하는 구성을 갖는다.

그리고 도3a에서와 같이 상기 로워 컨트롤 아암(8)의 차체측 연결부(16)(18)와 휠측 연결부 (12)를 각각 A 와 B, 상기 어퍼 컨트롤 아암(10)의 차체측 연결부(20)(22)와 휠측 연결부(14)를 C 와 D, 상기 휠 연결부(12)(14)을 연결하는 가상의 선과 지면이 접촉하는 지점을 E 라고 할 때, 각 지점의 거리 선분은 DE : BE = AB : CD 가 되도록 한다.

상기와 같이, 각 지점의 거리 선분으로 이루어지는 경우에는 일종의 변형된 와트(WATT'S) 직선기구와 같은 지오메트리를 갖게 되는 것이다.상기 와트기구의 원리는 링크 AB(로워 컨트롤 아암)와 링크CD(어퍼 컨트롤 아암)가 평행하면서 링크 DE(휠 캐리어)가 수직하게 연결되어 있는 상태에서 선분이 DE : BE = AB : CD의 조건을 만족하는 경우, 점 E가 직선 운동을 한다는 것이다.이에따라 점 D와 점 B가 순간적으로 링크AB(로워 컨트롤 아암)와 링크 CD(어퍼 컨트롤 아암)에 대하여 수직운동을 하게 되므로 직선 DB와 동일한 방향으로 직선운동을 하게 되는 것이다.

이러한 원리에 의하여 실제 차량에 있어서, 노면의 조건 및 선회 외륜과 같이 범프가 이루어질 때에는 도 3의 a와 같이 실선과 같은 보통의 상태에서 가상선과 같이 동작되는데, 이때의 지면과의 접촉점 E 부분은 상측으로 이동하더라도 좌,우에 대한 변화는 거의 없게 되는 바, 트레드(t)의 변화가 거의 발생되지 않는다.

또한, 상기와는 반대로 리바운드가 이루어질 때에도 도 3의 b에서와 같이 트레드(t) 변화는 거의 발생되지 않게 되는 것이다.

상기와 같이 트레드(t) 변화가 거의 발생되지 않는 것은 와트 직선기구의 지오메트리 특성 때문인 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 트레드 변화를 최소화하여 타이어 마모를 방지하고, 좌,우 진동과 선회시의 차체의 순간적인 이동력을 최소화함으로써, 승차감을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (1)

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

   상기 로워 및 컨트롤 아암의 휠측 연결부의 위치를 동일 수직선상에 위치토록 하고, 상기 로워 및 어퍼 컨트롤 아암과 휠 캐리어는 직교 상태가 되도록 하되,

   상기 로워 컨트롤 아암의 차체측 연결부와 휠측 연결부를 각각 A 와 B, 상기 어퍼 컨트롤 아암의 차체측 연결부와 휠측 연결부를 C 와 D, 상기 휠 연결부을 연결하는 가상의 선과 지면이 접촉하는 지점을 E 라고 할 때, 각 지점의 거리 선분이 DE : BE = AB : CD 가 되도록 형성함을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치.