KR100457316B1 - 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치 - Google Patents

Abstract

일부 부품의 교환으로 여러 차종에 공용할 수 있도록 함으로써, 현가장치의 설계 및 제작비용을 크게 절감할 수 있도록 한 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치를 제공할 목적으로;

동력 실린더의 양측단 전,후측에 차체에 연결 고정되는 고정 플레이트가 일체로 형성되는 스티어링 기어 프레임과; 상기 고정 플레이트의 하부에 차체 길이방향으로 고정 배치되는 컨트롤 아암 마운트 커넥터와; 상기 컨트롤 아암 마운트 커넥터의 전,후측단과 차체측 연결부가 연결되는 로워 컨트롤 아암과; 상기 로워 컨트롤 아암의 휠측단부에 연결되고, 휠을 회전 가능하게 지지하며, 상기 동력 실린더로부터 인출되는 타이로드에 연결되는 휠 캐리어와; 상기 휠의 상하 진동을 흡수하여 주는 완충수단을 구비하여 이루어지는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치를 제공한다.

Description

스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치{FRONT WHELL SUSPENSION SYSTEM USING STEERING GEAR FRAME}

본 발명은 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스티어링 기어 프레임을 공용화하면서 파생 차종에 적용할 수 있도록 한 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치에 관한 것이다.

예컨대, 자동차에 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 현가장치에 있어서, 전륜 현가장치의 경우에는 대개 차체의 전측 하부에 차폭방향으로 배치되어 현가장치와 차체를 연결하여 주는 역할을 수행하는 서브 프레임을 적용하고 있다.

이에 따라 상기 서브 프레임은 차체의 강성에 지대한 영향을 미치기 때문에 일정 이상의 강성을 보유해야 하며, 그 양측단으로 배치되는 현가장치의 구성품들을 견고히 지지해야만 한다.

그리고 자동차의 전륜 경우에는 대개 조향륜으로 사용되고 있기 때문에 상기 서브 프레임 상에 스티어링 기어 박스 어셈블리를 배치하고, 그 양측단에 전륜 현가장치가 배치되어 있다.

그러나 상기와 같이 서브 프레임과 스티어링 기어박스 어셈블리를 별도로 구성하여 조립하는 경우에는 서브 프레임과 스티어링 기어박스 어셈블리가 각각 그 고유의 기능을 수행할 수 있도록 적당한 강성을 보유할 수 있도록 제작하여야 하는 바, 그 크기와 하중이 커지게 된다.

그리고 상기 서브 프레임의 상측 부분에는 스티어링 기어박스 어셈블리를 조립하기 위한 돌출부를 반드시 형성하여야 하고, 이에 스티어링 기어박스 어셈블리가 조립되는 바, 전체적으로 하중이 증대되어 경량화를 추구하는 현실에 역행하고, 엔진 룸 하부의 공간을 많이 점유하게 됨으로써, 엔진 룸의 공간 이용율을 낮게 하는 요인이 된다.

또한, 별도의 공정에서 서브 프레임과 스티어링 기어박스 어셈블리를 조립하여야 하는 바, 불필요한 작업시간을 소비하게 되고, 스티어링 기어박스 어셈블리의조립을 위한 다수의 부품들이 소요되어 원가상승의 요인이 됨은 물론 차체 하부의 구조를 복잡하게 한다는 문제점을 내포하고 있다.

이에 따라 본 출원인은 대한민국 특허 출원 제 2001 - 50609호를 통해 단면을 최소화하면서 강성을 증대시키며, 부품을 단순화함으로써, 점유공간의 축소로 공간 이용율을 높이고, 전체 하중을 저감시켜 차체의 경량화에 기여하며, 조립시간 단축으로 생산성을 향상시켜 원가를 절감할 수 있는 스티어링 기어 프레임의 조립체를 제안한 바 있다.

그러나 상기 제안의 경우에 있어서는 스티어링 기어 박스 어셈블리와 서브 프레임을 일체화함으로써, 상호 독립적으로 제작되던 종래에 비하여는 상당한 효과를 얻을 수는 있지만, 그 부피와 하중을 줄이는 데에는 한계가 있다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 양측에 장착되는 현가장치의 형식이나 크기가 달라지는 경우에는 차종에 따라 서브 프레임을 달리 제작하여 이를 다시 스티어링 기어 박스 어셈블리와 일체화하는 작업이 필요로 함으로써, 차종에 따른 설계 및 제작비용이 크게 상승하는 등의 여러 가지 제반 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 일부 부품의 교환으로 여러 차종에 공용할 수 있도록 함으로써, 현가장치의 설계 및 제작비용을 크게 절감할 수 있도록 한 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 현가장치의 분해 사시도.

도 2는 도 1의 조립 사시도.

도 3은 도 2의 Ⅰ - Ⅰ 선 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 현가장치의 배면도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 동력 실린더의 양측단 전,후측에 차체에 연결 고정되는 고정 플레이트가 일체로 형성되는 스티어링 기어 프레임과;

상기 고정 플레이트의 하부에 차체 길이방향으로 고정 배치되는 컨트롤 아암 마운트 커넥터와;

상기 컨트롤 아암 마운트 커넥터의 전,후측단과 차체측 연결부가 연결되는 로워 컨트롤 아암과;

상기 로워 컨트롤 아암의 휠측단부에 연결되고, 휠을 회전 가능하게 지지하며, 상기 동력 실린더로부터 인출되는 타이로드에 연결되는 휠 캐리어와;

상기 휠의 상하 진동을 흡수하여 주는 완충수단을 구비하여 이루어지는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치를 제공한다.

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

도1 내지 도 3은 본 발명에 의한 현가장치의 분해 사시도 및 조립도와 일부의 단면도로, 부호 2는 스티어링 기어 프레임을 지칭한다.

상기 스티어링 기어 프레임(2)은 중앙 부분의 동력 실린더(4)의 양측으로 타이로드(6)가 인출되는 형태의 공지의 것으로 이루어지는데, 이때 본 발명에서는 상기 동력 실린더(4)의 양측단부 전, 후측에 일정 크기로 돌출되는 전,후 고정 플레이트(8)(10)를 일체로 형성하였다.

상기 전, 후 고정 플레이트(8)(10)를 형성함에 있어서는 별도의 부재를 용접하거나, 동력 실린더(4)의 제작시 동일재질로 일체 형성하는 등의 여러 가지 방법이 있겠으나, 당해 차량의 적용시 요구되는 조건에 따라 달라질 수 있다.

그리고 상기 전, 후 고정 플레이트(8)(10)의 전,후측 단부에는 체결공(12)(14)을 각각 형성하여 그의 상,하측에 차체 마운트 커넥터(16)와 컨트롤 아암 마운트 커넥터(18)를 배치한 후, 상기 체결공(12)(14)을 관통 체결되는 고정부재(20)(22)로서 체결 고정되도록 하였다.

상기에서 차체 마운트 커넥터(16)는 중앙부 전후측으로 상기 전,후 고정 플레이트(8)(10)와 고정하기 위한 고정공(24)(26)이 형성되고, 전, 후단부에는 차체(28)와의 고정을 위한 차체 마운트 공(30)(32)이 형성된다.

그리고 상기 차체 마운트 커넥터(16)의 형상은 어느 하나의 형상으로 한정되는 것이 아니라, 차체 마운트 공(30)(32)의 위치에 따라 변하게 되는데, 본 발명에서는 도 1에서와 같이, 차체 마운트 공(30)(32)이 고정공(24)(26) 보다 휠측에 위치할 수 있도록 호형으로 형성한 것을 도시하고 있다.

또한, 상기의 차체 마운트 커넥터(16)를 제조함에 있어서는 상하 강판을 프레스 가공한 후 상호 용접수단에 의하여 접합하는 형태로 형성하거나, 소정의 인장강도와 강성을 갖는 단일체의 사출물로 형성할 수 있는등 차체 마운트 커넥터(16)로서의 기능을 수행하는 데에 문제가 없는 경우라면 어떤 제조방법에 의하여 제조하여도 무관하다.

상기 컨트롤 아암 마운트 커넥터(18)는 중앙부 전,후측에 상기 체결공(12)(14)에 대응하는 고정공(34)(36)이 형성되고, 그 전, 후단부에는 현가장치의 컨트롤 아암(38)의 차체측이 마운트 되는 고정부(40)(42)가 형성된다.

상기 컨트롤 아암 마운트 커넥터(18)의 형상은 어느 하나의 형상으로 한정되는 것이 아니라, 컨트롤 아암 고정부(40)(42)의 위치에 따라 달라지는데, 본 발명에서는 도 1에서와 같이, 일정 길이를 갖는 로드 형태로 형성한 것을 도시하고 있다.

그리고 상기 컨트롤 아암의 고정부(40)(42)는 컨트롤 아암(38)과의 연결 형태에 따라 그 구조가 달라지게 되는데, 본 발명에서는 전측 고정부(40)는 수평 형태로 연결되고, 후측 고정부(42)는 수직 형태로 고정될 경우를 고려하여 도시하고 있다.

이에 따라 상기 스티어링 기어 프레임(2)의 전,후 플레이트(8)(10)의 상, 하부에 차체 마운트 커넥터(16)와 컨트롤 아암 마운트 커넥터(18)의 각 고정공(24)(26),(34)(36)들이 전,후 고정 플레이트(8)(10)의 체결공(12)(14)이 수직의 상태에서 동일선상을 유지한 후 고정부재(20)(22)를 체결하면 도 2 및 도 3과 같은 형태로 조립된다.

상기에서 고정부재(20)(22)는 통상적으로 볼트와 너트로 이루어지며, 상기와 같은 조립체의 형태로서, 하나의 스티어링 기어 프레임(2)의 조립체가 완성되는 것이다.

그리고 상기 컨트롤 아암 마운트 커넥터(18)의 컨트롤 아암 고정부(40)(42)에 고정되는 로워 컨트롤 아암(38)은 통상과 같이 A 형으로 이루어져 차체측 전후 연결부(44)(46)에 각각 고무부시(48)(50)를 개재시켜 고정 볼트 및 너트에 의하여마운트 되는데, 상기 고무부시(48)(50)는 전술한바와 같이, 전측은 수평형 부시가 사용되고, 후측은 수직형 부시가 사용되면서 도2 및 도 3과 같은 형태로 결합된다.

또한, 상기 로워 컨트롤 아암(38)의 휠측단 연결부(50)는 볼 죠인트를 이용하여 도 4에서와 같이, 휠(54)을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어(56)의 하부와 연결되며, 이의 휠 캐리어(56)에는 조향을 위하여 상기 동력 실린더(4)에서 인출된 타이로드(6)가 연결되어 조향이 가능해진다.

그리고 상기 휠 캐리어(56)와 차체(28) 사이에는 완충수단을 구비하게 되는데, 이의 완충수단은 코일 스프링(58)과 쇽 업소버(60)로 이루어지는 스트러트 어셈블리(62)로 이루어지며, 상기 스트러트 어셈블리(62)의 하단부는 상기 휠 캐리어(56)와 일체로 형성되며, 상기 스트러트 어셈블리(62)는 상단부가 차체(28)측으로 약간 기울어진 상태에서 차체에 현가 지지된다.

이에 따라 노면으로부터 입력되는 횡력은 상기 로워 컨트롤 아암(38)과 이의연결부(44)(46)에 개재된 고무부시(48)(50)에 의하여 수용되고, 상하 진동 및 충격에 대해서는 상기 로워 컨트롤 아암(38)의 상하 운동에 따른 고무부시(48)(50)의 적당한 탄성력에 의하여 감쇠됨과 동시에 상기 스트러트 어셈블리(62)에 의해 감쇠되어 최소한의 충격만이 차체에 전달되는 것이다.

상기 실시예에서는 차체(28)와 동력 실린더(4)의 전,후 고정 플레이트(8)(10) 사이에 차체 마운트 커넥터(16)가 적용되는 구조로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라서는 차체 마운트 커넥터(16)를 생략할 수 있다.

즉, 차체 구조와 구성 형식에 따라서는 상기 차체 마운트 커넥터(16)를 생략하고, 전,후 고정 플레이트(8)(10)를 차체(28)에 직접 고정 체결할 수도 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 스티어링 기어박스 어셈블리의 상, 하부에 차체와의 마운팅을 위한 차체 마운트 커넥터와 로워 컨트롤 아암의 마운트를 위한 컨트롤 아암 마운트 커넥터가 적용되거나 차체 마운트 커넥터가 생략 되는등 본 발명으로부터 용이하게 발명할 수 있는 구조는 모두 포함한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 스티어링 기어 프레임에 일체형으로 전후 고정 플레이트를 형성하고, 그의 상하부에 별도로 형성된 차체 마운트 커넥터와 컨트롤 아암 마운트 커넥터를 조립식으로 결합하여 현가장치를 적용토록 함으로써, 차종에 따라 상기 차체 마운트 커넥터와 컨트롤 아암 마운트 커넥터를 교환하여 사용할 수 있게 되는 바, 여러 차종에 공용화가 가능해진다.

그리고 상기 2개 커넥터의 교환만으로 여러 차종에 다양하게 적용할 수 있는 바, 차종에 따른 별도 서브 프레임의 설계와 제작에 따른 비용을 크게 절감할 수 있게 된다.

또한, 기존의 서브 프레임이 적용되지 않음으로써, 부피가 작아져 엔진룸의 공간 확보가 용이하며, 부품 절감과 구조의 단순화로 제조비용을 크게 줄이고, 경량화에 기여할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (11)

1. 동력 실린더의 양측단 전,후측에 차체에 연결 고정되는 고정 플레이트가 일체로 형성되는 스티어링 기어 프레임과;

   상기 고정 플레이트의 하부에 차체 길이방향으로 고정 배치되는 컨트롤 아암 마운트 커넥터와;

   상기 컨트롤 아암 마운트 커넥터의 전,후측단과 차체측 연결부가 연결되는 로워 컨트롤 아암과;

   상기 로워 컨트롤 아암의 휠측단부에 연결되고, 휠을 회전 가능하게 지지하며, 상기 동력 실린더로부터 인출되는 타이로드에 연결되는 휠 캐리어와;

   상기 휠의 상하 진동을 흡수하여 주는 완충수단을 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치.
2. 제1항에 있어서, 컨트롤 아암 마운트 커넥터는 중앙부 전,후측에 상기 고정 플레이트와 고정하기 위한 고정공이 형성되고, 그 전, 후단부에 현가장치의 로워 컨트롤 아암의 차체측이 마운트되는 고정부가 형성된 강체로 이루어짐을 특징으로 하는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 컨트롤 아암 마운트 커넥터는 전측 고정부를 수평형 고무부시가 고정될 수 있도록 형성하고, 후측 고정부를 수직형 고무부시가 고정될 수 있도록 형성됨을 특징으로 하는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치.
4. 청구항 1에 있어서, 스티어링 기어 프레임과 차체 사이에 별도의 차체 마운트 커넥터를 개재시켜 상호 고정함을 특징으로 하는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 차체 마운트 커넥터는 중앙부 전후측으로 상기 전,후 고정 플레이트와 고정하기 위한 고정공이 형성되고, 전, 후단부에는 차체와의 고정을 위한 차체 마운트 공이 형성된 강체로 이루어짐을 특징으로 하는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치.
6. 제5항에 있어서, 차체 마운트 커넥터는 차체 마운트 공이 고정공 보다 휠측에 위치하도록 호형으로 형성됨을 특징으로 하는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치.
7. 동력 실린더의 양측단 전,후측에 고정 플레이트가 일체형으로 형성되는 스티어링 기어 프레임과;

   상기 고정 플레이트의 상부에 고정 배치되어 차체와 연결되는 차체 마운트 커넥터와;

   상기 고정 플레이트의 하부에 차체 길이방향으로 고정 배치되는 컨트롤 아암 마운트 커넥터와;

   상기 컨트롤 아암 마운트 커넥터의 전,후측단과 차체측 연결부가 연결되는 로워 컨트롤 아암과;

   상기 로워 컨트롤 아암의 휠측단부에 연결되고, 휠을 회전 가능하게 지지하며, 상기 동력 실린더로부터 인출되는 타이로드에 연결되는 휠 캐리어와;

   상기 휠의 상하 진동을 흡수하여 주는 완충수단을 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치.
8. 제7항에 있어서, 차체 마운트 커넥터는 중앙부 전후측으로 상기 전,후 고정 플레이트와 고정하기 위한 고정공이 형성되고, 전, 후단부에는 차체와의 고정을 위한 차체 마운트 공이 형성되는 강체로 이루어짐을 특징으로 하는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 차체 마운트 커넥터는 차체 마운트 공이 고정공 보다 휠측에 위치하도록 호형으로 형성됨을 특징으로 하는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치.
10. 제7항에 있어서, 컨트롤 아암 마운트 커넥터는 중앙부 전,후측에 상기 고정 플레이트와 고정하기 위한 고정공이 형성되고, 그 전, 후단부에는 현가장치의 로워컨트롤 아암의 차체측이 마운트 되는 고정부가 형성된 강체로 이루어짐을 특징으로 하는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치.
11. 제7항 또는 제10항에 있어서, 컨트롤 아암 마운트 커넥터는 전측 고정부를 수평형 고무부시가 고정될 수 있도록 형성하고, 후측 고정부를 수직형 고무부시가 고정될 수 있도록 형성함을 특징으로 하는 스티어링 기어 프레임을 이용한 전륜 현가장치.