KR100506654B1 - 차축식 현가장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량에 적용되는 차축식 현가장치에 관한 것으로, 특히 판스프링의 횡방향 어긋남을 방지하는 클램프에 로드를 설치하여, 와인드업 진동을 방지하고, 스프링의 자유고를 조절할 수 있는 차축식 현가장치에 관한 것이다.

Description

차축식 현가장치 {RIGID AXLE TYPE SUSPENSION}
본 발명은 차량에 적용되는 차축식 현가장치에 관한 것으로, 특히 판스프링의 횡방향 어긋남을 방지하는 클램프에 로드를 설치하여, 와인드업 진동을 방지하고 스프링의 자유고를 조절할 수 있는 차축식 현가장치에 관한 것이다.
차량에 있어서의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 상하 방향으로는 스프링과 쇽업소버 등에 의해 지지되고, 기타 방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대 운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.
이러한 서스펜션 시스템은, 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자에게 안락한 승차감을 제공하여야 한다.
또한, 불규칙한 노면의 주행시 타이어 접지면에서의 수직 하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 및 구동시 차량의 안정성을 확보하여야 한다는 기본 조건을 만족시켜야만 한다.
상기와 같은 조건을 만족시키기 위하여 여러 종류의 현가장치가 개발되어 차량에 적용되고 있는데, 그 예로서, 판스프링을 채용한 차축식 현가장치를 들 수가 있다.
이러한 차축식 현가장치의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 1에서와 같이, 차량의 전후방향으로 배치되는 판스프링(10), 판스프링(10)이 설치되는 차축(40) 및 차축(40)과 판스프링(10)을 고정하는 유볼트(20) 및 너트(21)를 포함하여 이루어져 있다. 판스프링(10)이 탄성변형하는 경우 발생하는 길이방향 변화를 흡수하기 위하여, 판스프링(10)은 샤클(41)을 매개로 차체에 설치되어 있다.
차축(40)에는, 판스프링(10)이 취부될 수 있도록, 그 상부 또는 하부에 스프링 시트 또는 새들 등의 부재가 일체로 결합되어 있다.
또한, 도1a의 A-A의 단면도인 도1b에 도시된 바와 같이, 판스프링(10)이 다수개의 판(11, 12, 13)으로 이루어진 경우, 판 사이에 발생하는 횡방향 어긋남을 방지하기 위한 메인클램프(50)가 설치될 수 있다.
또한, 판스프링(10)을 메인스프링(11, 12, 13) 및 보조스프링(14, 15)으로 구성하여 공차 및 적차시 스프링상수를 다르게 설정하는 경우, 복수개의 판 사이에 발생하는 횡방향 어긋남을 방지하기 위하여 보조스프링(14, 15)에 클램프(60)가 설치될 수 있다(도1a의 B-B 단면도인 도1c 참조).
메인스프링(11 내지 13)이 보조스프링(14, 15)과 접촉하지 않는 공차시에는 낮은 스프링상수(K1)가 작용하고, 메인스프링(11 내지 13) 하면이 보조스프링(14, 15)과 접촉을 완료하는 적차시에는 높은 스프링상수(K2)가 작용하며, 접촉도중에는 K1 내지 K2 사이에서 스프링상수가 변화하게 된다.
도 1에 도시되어 있지 않지만, 현가장치에 일반적으로 사용되는 쇽업소버 및 스태빌라이저바 등도 차축식 현가장치에 적용될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 차축식 현가장치는, 차축에 구동토크 또는 제동토크가 작용하는 경우 판스프링 전체가 와인드업진동을 하는 문제점이 있었다(공개특허공보 10-1997-0034124 참조). 이러한 와인드업 진동으로 인해 발생하는 쇼크 또는 저크(JERK) 등은 승객에게 불쾌감을 주게 된다.
이러한 와인드업 진동을 방지하기 위해서는, 와인드업 스티프니스(스프링 상수에 비례하고, 스프링의 길이의 제곱에 비례함)를 증대시킬 필요가 있으나, 스프링의 길이는 차량 레이아웃에 따라 그 제한이 있고, 스프링 상수는 승차감 및 조종안정성에 미치는 영향으로 인하여 변경하는 것이 곤란한 실정이다.
또한, 타이어가 펑크가 나서 차체를 잭업시키는 경우, 판스프링의 자유고 만큼 차체를 들어올려야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 판스프링의 클램프를 로드로 연결하여 와인드업 진동을 방지하고, 타이어가 펑크나는 경우 차체의 잭업량을 감소시킬 수 있는 차축식 현가장치를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차축식 현가장치는; 차축, 상기 차축에 설치되는 판스프링 및 상기 판스프링을 차축에 고정하는 유볼트를 포함하는 차축식 현가장치에 있어서, 상기 판스프링에 고정되고 차축 전방에 위치하는 전방클램프와; 상기 판스프링에 고정되고 차축 후방에 위치하는 후방클램프와; 상기 전방클램프 및 후방클램프를 연결하는 로드를 포함하여 구성된다.
위와 같은 구성에 의해, 와인드업 진동을 방지할 수 있고, 판스프링의 횡방향 어긋남을 방지하는 전방클램프 및 후방클램프를 이용하여 로드를 설치하였기 때문에 구조가 간단하게 되는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 차축식 현가장치는, 상기 로드의 양단에 일체로 형성되는 파이프와; 상기 파이프에 삽입되는 부쉬와; 상기 전방클램프 및 후방클램프에 형성된 체결공과; 상기 체결공에 삽입되는 볼트를 포함하여 구성된다.
위와 같은 구성에 의해, 로드를 탄성적으로 지지하는 것이 가능하기 때문에 소음 및 진동이 방지된다.
또한, 본 발명의 차축식 현가장치는, 상기 판스프링은 메인스프링 및 보조스프링으로 이루어지고; 상기 전방클램프 및 후방클램프는 보조스프링에 설치되는 것을 특징으로 하여 구성된다.
위와 같은 구성에 의해, 판스프링의 자유고를 제한할 수 있기 때문에 타이어 펑크시 필요한 차체의 잭업량을 감소시킬 수 있게된다.
또한, 본 발명의 차축식 현가장치는, 상기 체결공을, 상하방향으로 복수개 형성하여 구성된다.
위와 같은 구성에 의해, 판스프링의 자유고를 임의로 조절할 수 있게된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도2 및 도3을 참조하여 설명한다.
도2는 본 발명의 측면도를 나타낸 것이고, 도3은 도2의 A-A를 따른 단면도이다.
본 발명에서는 판스프링에 고정되고, 차축 전방에 위치하는 전방클램프(60)와; 상기 판스프링에 고정되고 차축 후방에 위치하는 후방클램프(60')와; 상기 전방클램프(60) 및 후방클램프(60')를 연결하는 로드(70)를 포함하여 구성된다.
상기 전방클램프(60) 및 후방클램프(60')는, 볼트 등의 체결부재 또는 볼조인트 등의 이음부재 등을 임의의 기계요소를 이용하여 로드(70)에 연결될 수 있으나, 고무와 같은 방진부재를 이용하여 연결되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 로드(70)의 양단에는 파이프(80)를 일체로 형성하고, 고무로 이루어진 원통형 부쉬(90)를 파이프(80)에 삽입한 후, 볼트(95) 및 너트(96)를 이용하여 체결하는 것이다.
상기 판스프링이 메인스프링(11 내지 13) 및 보조스프링(14, 15)으로 이루어지는 경우, 상기 전방클램프(60) 및 후방클램프(60')는 보조스프링(15)에 설치되는 것이 바람직하다. 도면에서는 보조스프링이 2매인 것으로 도시되어 있으나, 보조스프링은 1매 또는 3매로 이루어질 수 있다.
이 경우, 파이프(80)와 메인스프링(11) 상단 사이의 간격에 의해, 타이어 펑크시 차체를 잭업시키는 양을 줄일 수 있게된다. 즉, 판스프링이 하중을 받지 않는 상태인 자유상태에서 파이프(80)는 판스프링의 자유고를 제한하는 작용을 하는 것이다.
상기 전방클램프(60) 및 후방클램프(60')에 형성된 체결공은, 상하방향으로 복수개 형성될 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 판스프링의 자유고를 조절하는 것이 가능하게 된다.
이하 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.
차축에 구동토크 또는 제동토크가 작용하는 경우, 판스프링에는 와인드업 진동이 발생하게 된다.
본 발명에서는, 전방클램프(60) 및 후방클램프(60')를 로드(70)로 연결하였기 때문에, 구동토크 또는 제동토크가 작용하더라도 와인드업 진동을 방지할 수 잇게된다. 즉, 본 발명은 일반 주행시에는, 판스프링의 전방 및 후방부가 동위상으로 범프 및 리바운드되기 때문에 로드(70)가 작동하지 않는 반면에 급출발시 판스프링의 전방 및 후방부가 역위상이 되는 경우에만 와인드업 진동을 로드(70)에 의해 억제하는 작용을 하는 것이다.
또한, 본 발명에서는, 부쉬(90)에 의해 로드(70)를 전방클램프(60) 및 후방클램프(60')에 연결하였기 때문에, 소음 및 진동을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에서 판스프링이 메인스프링(11 내지 13) 및 보조스프링(14, 15)인 경우, 상기 전방클램프(60) 및 후방클램프(60')를 보조스프링(14, 15)의 하단에 설치하면, 판스프링의 자유고를 제한 할 수 있게된다.
따라서, 타이어 펑크시 차체를 잭업시키는 경우, 파이프(80)가 메인스프링(11 내지 13) 상단에 접촉하게 되어 판스프링의 자유고를 제한 할 수 있게되므로, 차체의 잭업량을 감소시키면서도 타이어 교환이 가능하게 되는 것이다.
또한, 본 발명에서, 전방클램프(60) 또는 후방클램프(60')에 형성된 체결공을 상하방향으로 복수개 형성하는 경우, 로드(70)의 설치위치를 조절할 수 있게된다. 즉, 파이프(80)와 메인스프링(11 내지 13) 상면 사이의 간격을 조절할 수 있게되므로 판스프링의 자유고를 조절할 수 있게되는 것이다.
물론, 전방클램프(60) 또는 후방클램프(60')에 형성된 체결공을 복수개 형성하는 경우, 나머지 체결공 중의 하나는 브레이크 케이블을 고정하기 위한 클램프 취부용 구멍으로 사용할 수도 있다.
본 발명은, 전방클램프 및 후방클램프를 로드로 연결하는 구성으로 인하여, 와인드업 진동을 방지할 수 있고, 판스프링의 횡방향 어긋남을 방지하는 작용을 하는 전방클램프 및 후방클램프를 로드 연결부재로 사용하였기 때문에 구조가 간단하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에서는 로드에 파이프를 일체로 형성하고 파이프 내부에 고무재인 원통형 부쉬를 삽입하는 구성을 채택하였기 때문에 로드와 파이프 사이에 발생하는 소음 및 진동을 방지할 수 있게된다.
또한, 본 발명에서는 보조스프링에 전방클램프 및 후방클램프를 연결하는 구성을 채택하였기 때문에, 무하중시 스프링의 자유고를 줄일 수 있어서 타이어 펑크시 필요한 차체 잭업량을 줄일 수 있게된다.
또한, 본 발명에서는 전방클램프 및 후방클램프에 다수개의 체결공을 형성하는 구성에 의해, 로드의 설치위치를 조절하는 것이 가능하다. 따라서, 무하중시 스프링의 자유고를 조절할 수 있게될 뿐만 아니라 체결공 중의 하나는 브레이크 케이블 고정용으로 사용하는 것도 가능하게 된다.
도 1a 내지 1c는 종래의 차축식 현가장치를 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 차축식 현가장치의 측면도
도 3은 도2의 A-A에 따른 단면도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20 : 유볼트 40 : 차축
70 : 로드 80 : 파이프
90 : 부쉬 95 : 볼트
96 : 너트 60 : 클램프

Claims (4)

  1. 차축, 상기 차축에 설치되는 판스프링 및 상기 판스프링을 차축에 고정하는 유볼트를 포함하는 차축식 현가장치에 있어서,
    상기 판스프링에 고정되고 차축 전방에 위치하는 전방클램프와;
    상기 판스프링에 고정되고 차축 후방에 위치하는 후방클램프와;
    상기 전방클램프 및 후방클램프를 연결하는 로드를 포함하는 차축식 현가장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로드의 양단에 일체로 형성되는 파이프와;
    상기 파이프에 삽입되는 부쉬와;
    상기 전방클램프 및 후방클램프에 형성된 체결공과;
    상기 체결공에 삽입되는 볼트를 포함하는 차축식 현가장치
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판스프링은 메인스프링 및 보조스프링으로 이루어지고;
    상기 전방클램프 및 후방클램프는 보조스프링에 설치되는 것을 특징으로 하는 차축식 현가장치
  4. 제3항에 있어서,
    상기 체결공은, 상하방향으로 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 차축식 현가장치
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