KR100461602B1 - 자동차의 서스펜션용 부쉬 - Google Patents

자동차의 서스펜션용 부쉬 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 선회시 휠의 토우를 제어할 수 있으므로 안전성 및 승차감을 향상시킬 수 있으며, 차량의 선회시 토우아웃의 발생을 방지할 수 있고, 차량의 선회시 횡력에 따른 서스펜션의 움직임을 토우인으로 유도하고 서스펜션의 횡방향 강성을 향상시켜 차량의 선회성능을 개선시킬 수 있는 차량의 서스펜션용 부쉬를 제공한다. 그 부쉬는 수평부와 그 수평부에 수직하게 플랜지가 일체로 형성된 외측파이프; 그 외측파이프에 일체로 내삽되고, 외측파이프에 상응하는 형상을 지니며, 서스펜션의 트레일링 암 브래킷에 장착된 상태에서 볼 때 전방부와 후방부가 비대칭적으로 형성되는 본체; 및 그 본체의 내측에 일체로 삽설되며, 체결수단에 의해 상기 트레일링 암 브래킷에 고정되는 내측 파이프로 구성된다.

Description

자동차의 서스펜션용 부쉬{Bush for suspension of vehicle}
본 발명은 차량의 서스펜션용 부쉬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 선회시 횡력에 따른 현가장치의 움직임을 토인(toe-in)으로 유도하고 현가장치의 횡방향 강성을 증대시켜 차량의 선회성능을 향상시킬 수 있는 차량의 서스펜션용 부쉬에 관한 것이다.
일반적으로, 승용자동차와 같은 차량에는 휠이 연결되는 차축과 차체를 연결하여, 차량의 주행시 노면으로부터 차축으로 전달된 진동 또는 충격을 흡수 또는 감쇠시켜 차체로 직접 전달되는 것을 차단하여 승차감을 향상시키기 위한 서스펜션이 구비되어 있다. 이 같은 서스펜션은 그 구성에 따라, 예컨대 리지드 액슬 서스펜션과 인디펜던트 서스펜션으로 구분된다. 또한, 리지드 액슬 서스펜션의 개량형으로서 세미리지드 액슬식 또는 트레일링 암식 서스펜션이라 칭하는 토션 빔식 서스펜션이 있다. 이 토션 빔식 서스펜션은 토션빔의 부착위치에 따라 액슬 빔식 피벗 빔식, 커플드 빔식으로 구분된다.
도 1에 도시된 커플드 빔 방식의 토션 빔 서스펜션에 의하면, 차체에 대해 횡으로 배치되는 토션빔(1)이 포함되어 있다. 토션빔(1)의 양단에는 상호 대칭적으로 배치되는 트레일링 암(2)이 장착된다. 물론, 트레이링 암(2)의 하단에는 허브(도시되지 않음)를 통해 휠이 장착되는 스핀들(3)이 일정한 자유도를 지니도록 고정되어 있다. 또한, 트레일링 암(2)의 상단에는 예컨대, 서스펜션 링크(도시않됨)가 연결된다. 한편, 트레일링 암(2)에 서스펜션 링크를 고정할 때 부쉬(4)가 이용된다.
부쉬(4)는 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 트레일링 암(2)의 단부에 삽입되는 외측파이프(outer pipe)(5)와, 볼트(6a) 및 너트(6b)와 같은 체결수단에 의해 트레일링 암 브래킷(7)에 고정되는 내측파이프(inner pipe)(8)와, 외측파이프(5)와 내측파이프(8)사이에 압입되는 본체(9)로 구성되어 있다. 물론, 본체(9)는 트레일링 암으로부터 전달되는 진동 또는 충격을 흡수 내지는 완화시키기 위해 예컨대, 고무와 같은 탄성재로 형성되어 있다. 물론, 이와 같은 종래의 부쉬는 전후방향의 움직임을 부드럽게 하기 위해 배치상태의 전방 및 후방에 상호 대향하는 홀이 추가될 수 있으며, 또한 횡방향의 변위를 제어하기 위해 별도의 스토퍼가 추가될 수 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 부쉬를 이용하는 현가장치에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 휠(W)이 점선으로 도시된 바와 같이 정상상태에서, 차량이 선회할 때 선회방향의 외측에서 내측으로 횡력이 발생하고, 이 같은 횡력의 발생에 의해 외측부쉬는 내측후방으로 움직이는 반면 내측부쉬는 내측전방으로 이동되어 휠(W)이 실선으로 표시된 바와 같이 이동되어 현가장치의 바람직하지 못한 움직임을 초래하는 문제점이 있다.
또한, 이 같은 현가장치의 움직임에 따라 휠얼라인먼트는 토우아웃을 초래하며, 이는 결국 선회성능의 악화 및 승차감의 저하를 초래하게 된다.
이에 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량 선회시 안전성 및 승차감을 향상시킬 수 있는 차량의 서스펜션용 부쉬를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 차량의 선회시 토우아웃의 발생을 방지할 수 있는 차량의 서스펜션용 부쉬를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 차량의 선회시 횡력에 따른 서스펜션의 움직임을 토우인으로 유도하고 서스펜션의 횡방향 강성을 향상시켜 차량의 선회성능을 개선시킬 수 있는 차량의 서스펜션용 부쉬를 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 자동차의 서스펜션을 보여주는 부분 절취 정면도.
도 2는 도 1의 부분Ⅱ의 확대단면도.
도 3은 도 1의 부쉬를 장착한 차량의 선회시 휠의 상태를 보여주는 선도. 도 4는 본 발명에 따른 자동차의 서스펜션용 부쉬를 보여주는 일측면 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 자동차의 서스펜션용 부쉬를 보여주는 타측면 사시도.
도 6은 도 4의 횡단면도.
도 7은 서스펜션의 트레일링 암 브래킷에 장착되는 부쉬의 설치상태를 보여주는 단면도 및 측단면도.
도 8은 본 발명에 따른 부쉬를 장착한 차량의 선회시 휠의 토우 제어상태를 보여주는 선도.
도 9는 차량의 선회시 부쉬의 변형상태를 보여주는 단면도.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10 : 외측파이프 12 : 수직부
14 : 플랜지 20 : 본체
22 : 수평부 24 : 수직부
26 : 전방홀 28 : 후방홀
30 : 내측파이프 40 : 트레일링 암 브래킷
42 : 내측 브래킷 부재 44 : 외측 브래킷 부재
이 같은 목적들은, 차량의 서스펜션의 트레일링 암 브래킷에 장착되어 노면으로부터 차체로 전달되는 충격을 완충 또는 흡수하기 위한 차량의 서스펜션용 부쉬에 있어서, 수평부와 수직부가 일체로 형성된 외측파이프; 그 외측파이프에 일체로 내삽되고, 외측파이프에 상응하는 형상을 지니며, 서스펜션의 트레일링 암 브래킷에 장착된 상태에서 볼 때 전방부와 후방부가 비대칭적으로 형성되는 본체; 및 그 본체의 내측에 일체로 삽설되며, 체결수단에 의해 상기 트레일링 암 브래킷에 고정되는 내측 파이프로 형성되는 차량의 서스펜션용 부쉬에 의해 달성될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 차량의 서스펜션용 부쉬의 전체적인 외관을 보여주는 도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 부쉬는 기본적으로 외측파이프(10)를 구비한다. 특히, 외측파이프(10)는 도시되지 않은 트레일링 암에 삽입되는 수평부(12)와 그 수평부(12)에 대해 대체로 직각을 이루는 수직부, 즉, 플랜지(14)를 일체로 구비한다. 수평부(12)와 플랜지(14)의 연접부(16)는 라운딩 처리되는 것이 바람직하다. 물론, 외측파이프(10)는 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 외측파이프(10)의 전체적인 구조에 의해, 부쉬의 설치시 트레일 아암 파이프에 압입이 가능하게 되며, 내측방향으로는 후술되는 토우제어용 부쉬가 부착될 수 있게 되는 것이다.
외측파이프(10)의 내부에는 실제로 충격 및 진동을 흡수 및 완화시키기 위해 고무와 같은 탄성체로 형성된 본체(20)가 구비된다. 본체(20)는 외측파이프(10)의 형상에 상응하게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 외측파이프(10)의 수평부(12)에 일체로 부착되는 수평부(22)와, 그 수평부(22)에 대체로 수직하게 형성되고 플랜지(14)에 일체로 부착되는 수직부(24)를 일체로 구비한다.
특히, 본체(20)에는 전방 및 후방의 강성을 조절하기 위해 2개의 홀이 형성된다. 즉, 수평부(22)의 상부에는 전방의 강성을 조절하기 위해 외측에서 내측을 향해 형성되는 전방홀(26)이 형성되는 반면, 수평부(22)의 하부에는 후방의 강성을 조절하기 위해 내측에서 외측을 향해 형성되는 후방홀(28)이 형성된다. 전방홀(26) 및 후방홀(28)은 강성을 효과적으로 조절할 수 있도록 만곡형 단면을 지니도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본체(20)는 그 본체의 형상 자체로 토우를 제어하기 위한 주기능을 수행할 수 있도록, 그 본체의 수직부(24)의 전방부(24a)의 두께와 후방부(24b)의 두께가 상호 다르게 형성된다. 예컨대, 수직부(24)의 전방부(24a)의 두께는 후방부(24b)의 두께보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 부가적으로, 본체(20)의 수평부(22)는 토우를 제어하기 위한 보조기능을 수행하기 위해, 수평부(22)의 외측단부의 전방부(22a)의 두께가 후방부(22b)의 두께보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본체(20)의 내측에는 볼트 및 너트와 같은 체결수단(도시않됨)에 의해 상세히 후술되는 트레일링 암 브래킷에 고정되는 내측파이프(30)가 압입된다. 내측파이프(30)는 일반적인 원통형의 금속파이프로 형성된다.
선택적으로, 휠의 전체적인 토우를 제어하기 위해 본 발명에 따른 부쉬의 형상에 상응하게 트레일링 암 브래킷(40)의 형상을 변경시키는 것이 바람직하다. 보다 상세히 설명하면, 부쉬의 본체(20)의 양측부의 전방 및 후방 과 트레일링 암 브래킷(40)의 해당하는 부분과의 간격(gap)이 각각 다르도록 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 트레일링 암 브래킷(40)의 내측 브래킷 부재(42)의 전방부(42a)는 내측방을 향해 굴곡경사지게 형성되며, 후방부(42b)는 외측을 향해 경사진 단(step)형상으로 형성된다. 반면에, 트레일링 암 브래킷(40)의 외측 브래킷 부재(44)의 전방부(44a)는 직선형으로 형성되며, 후방부(44b)는 외측을 향해 소정의 각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 전술된 바와 같이 구성된 부쉬의 설치방식 및 그 작용모드에 대해 상세히 설명한다.
부쉬는, 전술된 바와 같이 볼트 및 너트와 같은 체결수단(도시않됨)에 의해 내측파이프(30)가 트레일링 암 브래킷(40)에 고정됨으로써, 트레일링 암에 장착된다. 이와 같이 부쉬가 트레일링 암 브래킷(40)에 장착되면 부쉬의 본체(20)의 전후방의 내측부 및 외측부 와 브래킷의 내측부재의 전후방과 외측부재의 전후방은 각각 상호 다른 갭을 지니도록 배치된다. 즉, 부쉬의 본체(20)의 수평부(22)의 단부의 전방부(22a)와 트레일링 암 브래킷(40)의 외측 브래킷 부재(42)의 전방부(42a)는 갭(G1)이 형성되고, 수평부(22)의 외측단부의 후방부(22b)와 트레일링 암 브래킷(40)의 외측 브래킷 부재(42)의 후방부(42b)는 갭(G2)이 형성된다. 또한, 부쉬의 본체(20)의 수직부(24)의 전방부(24a)와 트레일링 암 브래킷(40)의 내측 브래킷 부재(44)의 전방부(44a)는 갭(G3)이 형성되며, 수직부(24)의 후방부(24b)와 트레일링 암 브래킷(40)의 내측 브래킷 부재(44)의 후방부(44b)는 갭(G4)이 형성된다. 특히, 각각의 갭의 크기는 G1>G4>G2>G3로 설정되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 갭이 설정됨에 따라 대체로 본체(20)의 수직부에 의해 토우가 제어되는 방식을 취하며, 또한 외측파이프(10)와 트레일링 암 브래킷(40)과의 간섭이 방지되는 것이다.
이와 같이, 부쉬가 장착된 상태에서 자동차의 휠(W)이 1점쇄선으로 형성된 바와 같이 정상적으로 구동되는 상태에서, 차량이 예컨대 좌측으로 선회하게 되면 휠(W)은 점선으로 도시된 바와 같이 각각의 부쉬 및 토션빔(T)에 횡력이 가해지게 된다. 이와 같이, 횡력이 가해지면, 도9에 도시된 바와 같이, 좌측의 부쉬(B1)는본체(20)가 점선으로 도시된 바와 같이 우측전방으로 변형되는 동시에, 우측의 부쉬의 본체(20)는 점선으로 도시된 바와 같이 우측후방으로 변형된다. 이 같은 부쉬의 변형에 따라, 토션빔(T) 전체가 토우인 상태로 변형됨으로써, 결국 도8에 도시된 바와 같이 휠(W)이 실선으로 도시된 바와 같이 정렬되어 안정적인 선회를 이룰 수 있는 것이다.
본 실시예에서는 차량이 좌회전할 때 초래되는 토우아웃을 제어하는 방식에 대해 설명하였으나, 본 기술의 당업자라면 차량이 우회전하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
결과적으로, 본 발명에 따른 차량의 서스펜션용 부쉬에 의하면, 고무로 형성된 본체가 차량 선회시 휠의 토우를 제어할 수 있으므로 안전성 및 승차감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량의 선회시 토우아웃의 발생을 방지할 수 있고, 차량의 선회시 횡력에 따른 서스펜션의 움직임을 토우인으로 유도하고 서스펜션의 횡방향 강성을 향상시켜 차량의 선회성능을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 차량의 서스펜션의 트레일링 암 브래킷에 장착되어 노면으로부터 차체로 전달되는 충격을 완충 또는 흡수하기 위한 차량의 서스펜션용 부쉬로서, 수평부와 그 수평부에 수직하게 플랜지가 일체로 형성된 외측파이프와, 상기 외측파이프에 일체로 내삽되고 상기 외측파이프에 상응하는 형상을 지니며 서스펜션의 트레일링 암 브래킷에 장착된 상태에서 볼 때 전방부와 후방부가 비대칭적으로 형성되는 본체와, 상기 본체의 내측에 일체로 삽설되며, 체결수단에 의해 상기 트레일링 암 브래킷에 고정되는 내측 파이프로 형성되는 차량의 서스펜션용 부쉬에 있어서,
    상기 부쉬가 트레일링 암 장착브래킷에 장착될 때, 상기 본체는 양측부의 전방 및 후방 과 트레일링 암 브래킷의 양 측부의 전방 및 후방과의 간격(gap)이 각각 다르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 서스펜션용 부쉬.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 본체와 트레일링 암 브래킷간의 갭의 크기는, 상기 본체의 수평부의 단부의 전방부와 트레일링 암 브래킷의 외측 브래킷 부재의 전방부의 갭, 상기 수직부의 후방부와 트레일링 암 브래킷의 내측 브래킷 부재의 후방부의 갭, 상기 수평부의 외측단부의 후방부와 트레일링 암 브래킷의 외측 브래킷 부재의 후방부의 갭, 상기 본체의 수직부의 전방부와 트레일링 암 브래킷의 내측 브래킷 부재의 전방부의 갭 순으로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량의 서스펜션용 부쉬.
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