KR100514874B1

KR100514874B1 - 캐스터 각 조정이 가능한 차량의 로어암

Info

Publication number: KR100514874B1
Application number: KR10-2003-0062080A
Authority: KR
Inventors: 목진상
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2005-09-14
Also published as: KR20050024858A

Abstract

본 발명은 캐스터 각 조정이 가능한 차량의 로어암에 관한 것으로, 차체마운팅 부시(10)와 지오메트리 부시(20)가 결합된 두 개의 단부는 서브프레임(1)에 형성된 플랜지(1a,1b)와 결합되면서 설치되고, 볼조인트(30)가 결합된 나머지 한 개의 단부는 차륜의 너클과 결합되면서 설치되는 차량의 로어암에 있어서, 상기 차체마운팅 부시(10)는 아우터파이프(11)와 인너파이프(13) 및 이들 사이에 결합되어 완충역할을 수행하는 부시고무(15)로 구성되면서 서브프레임(1)에 형성된 플랜지(1a)내로 삽입되어 플랜지(1a)와 간섭됨이 없도록 설치되고, 상기 인너파이프(13)의 내부에는 인너파이프너트(50)가 삽입되어 서로 당접하는 면이 암수결합되어 설치되며, 상기 인너파이프너트(50)의 내부에는 서브프레임(1)의 플랜지(1a) 및 차체마운팅 부시(10)를 결합시키는 부시볼트(60)가 관통됨은 물론 이 부시볼트(60)는 상기 인너파이프너트(50)와 일체로 결합이 이루어지고, 상기 부시볼트(60)에는 볼트의 회전을 구속하는 볼트회전방지수단(70)이 착탈가능하게 결합되어져, 차량마다 설정된 캐스터 각(θ)이 변경되었을 경우 차체마운팅 부시(10)의 조작을 통해 변경된 캐스터 각(θ)을 조정할 수 있게 됨으로써, 차량의 주행시 직진안정성과 운전자에 의한 조타감을 최적의 상태를 유지할 수 있도록 된 것이다.

Description

캐스터 각 조정이 가능한 차량의 로어암{lower arm of the vehicle which can adjust a caster angle}

본 발명은 캐스터 각 조정이 가능한 차량의 로어암에 관한 것으로, 특히 차량의 캐스터 각이 변경되었을 경우 변경된 캐스터 각을 올바르게 조정할 수 있도록 하여 차량의 주행시 직진안정성을 향상시킴과 더불어 운전자의 조타력을 증진시킬 수 있도록 하는 캐스터 각 조정이 가능한 차량의 로어암에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 휠 얼라인먼트 중의 하나인 캐스터 각(θ)은 도 1에 도시된 바와 같이 구동축 타이어(T)를 측면에서 보았을 때 타이어(T)의 종방향 중심선(C₁)과 킹핀(P)축의 중심선(C₂)사이의 각도(θ)를 말하며, 이와 같이 캐스터 각(θ)을 두는 이유는 차량의 주행시 타이어(T)의 구름저항으로 킹핀(P)축 주위에 타이어(T)를 직진시키려고 하는 토크(torque)가 발생하게 되는데 이 토크로 인해 차량의 주행시 직진성을 부여하게 되고, 아울러 운전자의 조타가 원활하게 이루어지도록 하는 특성을 부여하게 된다.

한편, 상기한 캐스터 각(θ)은 도 2에 도시된 바와 같이 맥퍼슨 타입의 전륜현가장치를 일례로 하였을 때, 보통 서브프레임(1)과 로어암(2)과의 결합부에서 그 각도가 결정되게 된다.

즉, 상기 로어암(2)은 세 개의 단부를 가지도록 형성되며, 각각의 단부에는 차체마운팅 부시(10;일명 A부쉬라 함)와 지오메트리 부시(20; 일명 G부쉬라 함) 및 볼조인트(30)가 일체로 결합되는 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 차체마운팅 부시(10)는 서브프레임(1)에 형성된 플랜지(1a)의 내부로 삽입되면서 이를 횡방향으로 관통하는 조립볼트(3) 및 너트(4)의 체결력을 통해 설치되고, 상기 지오메트리 부시(20)는 차체마운팅 부시(10)로부터 이격된 서브프레임(1)의 플랜지(1b)내부로 삽입되면서 이를 종축방향으로 관통하는 조립볼트(5) 및 너트(6)의 체결력을 통해 설치되는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 볼조인트(30)는 차륜의 너클과 결합되는 구조를 가지게 된다.

따라서, 차량의 캐스터 각(θ)은 로어암(2)의 차체마운팅 부시(10) 및 지오메트리 부시(20)가 서브프레임(1)상에 조립되어 결합될 때 그 결합위치에 따라 결정되게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 구조는 로어암(2)의 차체마운팅 부시(10) 및 지오메트리 부시(20)가 서브프레임(1)상에 최초로 조립될 때 정확한 위치에 조립되지 않고 캐스터 각(θ)이 차량마다 설정된 각도에서 변경된 각도로 조립되거나 또는 차량의 사용시 외력에 의해 캐스터 각(θ)이 변경되었을 경우, 이를 올바른 캐스터 각(θ)으로 조정하기가 불가능하다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 차량의 캐스터 각이 로어암의 조립오차 및 외력에 의해 변경되었을 경우 서브프레임에 결합된 차체마운팅 부시를 조작하여 변경된 캐스터 각을 올바르게 조정할 수 있도록 함으로써 차량의 상태를 최적의 상태로 유지시킬 수 있도록 하는 캐스터 각 조정이 가능한 차량의 로어암을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체마운팅 부시와 지오메트리 부시가 결합된 두 개의 단부는 서브프레임에 형성된 플랜지와 결합되면서 설치되고, 볼조인트가 결합된 나머지 한 개의 단부는 차륜의 너클과 결합되면서 설치되는 차량의 로어암에 있어서, 상기 차체마운팅 부시는 아우터파이프와 인너파이프 및 이들 사이에 결합되어 완충역할을 수행하는 부시고무로 구성되면서 서브프레임에 형성된 플랜지내로 삽입되어 플랜지와 간섭됨이 없도록 설치되고, 상기 인너파이프의 내부에는 인너파이프너트가 삽입되어 서로 당접하는 면이 암수결합되어 설치되며, 상기 인너파이프너트의 내부에는 서브프레임의 플랜지 및 차체마운팅 부시를 결합시키는 부시볼트가 관통됨은 물론 이 부시볼트는 상기 인너파이프너트와 일체로 결합이 이루어지고, 상기 부시볼트에는 볼트의 회전을 구속하는 볼트회전방지수단이 착탈가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따라 캐스터 각 조정이 가능한 맥퍼슨 타입 전륜현가장치의 로어암을 설명하기 위한 개략적인 구성도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따라 캐스터 각(θ;도 1에 도시됨)을 조정하기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이 맥퍼슨 타입의 전륜현가장치를 일례로 하였을 때 서브프레임(1)과 구동차륜을 연결하는 로어암(2)을 조정함으로써 가능하게 된다.

즉, 상기 서브프레임(1)과 차륜을 연결하기 위한 로어암(2)은 도시된 바와 같이 세 개의 단부를 가지도록 형성되는데, 상기 서브프레임(1)을 향하는 두 개의 단부중 첫 번째 단부에는 차체마운팅 부시(10;일명 A부쉬라 함)가 결합되고, 두 번째 단부에는 지오메트리 부시(20; 일명 G부쉬라 함)가 결합되며, 차륜을 향하는 세번째 단부에는 너클과 결합되는 볼조인트(30)가 결합된다.

여기서, 상기 차체마운팅 부시(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 아우터파이프(11)와 인너파이프(13) 및 이들 사이에 위치되면서 가류접착되어 완충역할을 수행하는 부시고무(15)로 구성됨은 물론, 상기 서브프레임(1)에 형성된 플랜지(1a)의 내부로 삽입되면서 상기 플랜지(1a)와는 간섭됨이 없도록 설치된다.

그리고, 상기 인너파이프(13)의 내부에는 인너파이프너트(50)가 삽입되며, 서로 당접하는 상기 인너파이프(13)의 내주면과 상기 인너파이프너트(50)의 외주면은 암수결합을 통해 설치된다.

이를 위해 상기 인너파이프(13)의 내주면에는 凹모양의 결합홈(13a)이 형성되고, 상기 인너파이프너트(50)의 외주면에는 상기 결합홈(13a)과 암수결합되는 凸모양의 결합돌기(51)가 형성된다.

또한, 상기 인너파이프너트(50)의 내부에는 서브프레임(1)의 플랜지(1a) 및 차체마운팅 부시(10)를 결합시키는 부시볼트(60)가 관통되는 바, 상기 부시볼트(60)의 회전시 상기 인너파이프너트(50)가 함께 회전되도록 상기 부시볼트(60)와 상기 인너파이프너트(50)는 일체로 이루어지는 구조를 가지게 된다.

한편, 상기 부시볼트(60)에는 볼트머리(61)가 일체로 구비되는 바, 상기 볼트머리(61)는 도시된 바와 같이 부시볼트(60)의 중간 소정부위에 형성되어 있으며, 이에 따라 상기 부시볼트(60)가 서브프레임(1)의 플랜지(1a)에 체결되고 나면, 상기 볼트머리(61)는 차체의 전방쪽을 향하는 플랜지(1a)의 일측부에 위치하게 된다.

그리고, 상기 부시볼트(60)에는 볼트의 회전을 구속하는 볼트회전방지수단(70)이 착탈가능하게 결합되어 원하지 않는 부시볼트(60)의 풀림현상을 예방하게 된다.

여기서, 상기 볼트회전방지수단(70)은 부시볼트(60)에 끼워져서 상기 플랜지(1a)의 측부에 위치한 볼트머리(61)를 감싸도록 설치됨은 물론 일측으로 연장된 고정돌기(71a)는 다수번 절곡되어 그 단부가 상기 플랜지(1a)에 형성된 고정홀(1c)로 착탈가능하도록 끼워지는 스톱퍼브라켓트(71)와, 상기 부시볼트(60)에 결합되어 스톱퍼브라켓트(71)의 움직임을 구속하는 고정너트(73)로 구성된다.

따라서, 로어암(2)을 서브프레임(1)상에 최초로 조립될 때 차량마다 설정된 캐스터 각(θ)과 일치되도록 정확한 위치에 조립되지 않거나 또는 차량의 사용에 따라 외력에 의해 캐스터 각(θ)이 변경되었을 경우, 작업자는 먼저 고정너트(73)를 풀고 스톱퍼브라켓트(71)의 고정돌기(71a)를 플랜지(1a)의 고정홀(1c)로부터 탈거시켜 상기 스톱퍼브라켓트(71)를 볼트머리(61)로부터 분리시킨다.

그리고, 스패너(spanner)와 같은 별도의 공구를 이용하여 볼트머리(61)를 도시된 화살표 R과 같이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시켜주게 되면 부시볼트(60)가 차량의 전방 또는 후방으로 이동하게 되고, 상기 부시볼트(60)와 일체화 된 인너파이프너트(50) 및 이 인너파이프너트(50)와 체결된 차체마운팅 부시(10)도 부시볼트(60)의 이동력을 전달받아 동일한 방향으로 이동을 하게 된다.

이에 따라, 로어암(2)은 전체적으로 지오메트리 부시(20)를 회전중심으로 하여 도시된 화살표 M과 같이 회전을 하게 되고, 이에 따라 볼조인트(30)를 통해 결합된 구동차륜의 캐스터 각(θ)은 크게 되거나 또는 작아지도록 조정된다.

한편, 캐스터 각(θ)의 조정작업이 종료되고 나면 작업자는 스톱퍼브라켓트(71)의 고정돌기(71a)를 플랜지(1a)의 고정홀(1c)로 재차 삽입시켜 상기 스톱퍼브라켓트(71)를 이용해 볼트머리(61)를 감싼 다음, 고정너트(73)를 완전히 조여주어 원하지 않는 부시볼트(60)의 풀림현상을 예방함으로써, 조정이 완료된 캐스터 각(θ)이 변화되는 것을 예방하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 실시예로 인해 차량의 캐스터 각(θ)을 편리하게 조정할 수 있게 되면, 차량의 주행시 직진안정성을 항상 최적의 상태로 유지시킬 수 있게 됨으로써 차량의 안전성에 도움을 줄 수 있게 되며, 또한 운전자에 의한 조타감도 최적의 상태를 유지할 수 있게 됨으로써 상품성이 증대에도 도움이 되는 잇점이 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따라 전술한 것은 맥퍼슨 타입의 전륜현가장치중 로어암(2)에만 적용한 일실시예에 대해서만 서술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 더블위시본 타입 현가장치의 어퍼암에도 동일한 원리로써 적용을 할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량마다 설정된 캐스터 각이 변경되었을 경우 차체마운팅 부시의 조작을 통해 변경된 캐스터 각을 조정할 수 있게 됨으로써, 차량의 주행시 직진안정성을 항상 최적의 상태로 유지시킬 수 있게 되어 차량의 안전성에 도움을 줄 수 있게 되고, 아울러 운전자에 의한 조타감도 최적의 상태를 유지할 수 있게 되어 상품성이 증대되는 효과가 있게 된다.

도 1은 일반적인 캐스터 각의 정의를 설명하기 위한 타이어의 측면도,

도 2는 맥퍼슨 타입의 전륜현가장치에 사용되는 로어암의 결합구조를 설명하기 위한 분리사시도,

도 3은 본 발명에 따라 캐스터 각 조정이 가능한 맥퍼슨 타입 전륜현가장치의 로어암을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 서브프레임 1a - 플랜지

2 - 로어암 10 - 차체마운팅 부시

11 - 아우터파이프 13 - 인너파이프

13a - 결합홈 15 - 부시고무

50 - 인너파이프너트 51 - 결합돌기

60 - 부시볼트 70 - 볼트회전방지수단

71 - 스톱퍼브라켓트 71a -고정돌기

73 - 고정너트

Claims

차체마운팅 부시(10)와 지오메트리 부시(20)가 결합된 두 개의 단부는 서브프레임(1)에 형성된 플랜지(1a,1b)와 결합되면서 설치되고, 볼조인트(30)가 결합된 나머지 한 개의 단부는 차륜의 너클과 결합되면서 설치되는 차량의 로어암에 있어서,

상기 차체마운팅 부시(10)는 아우터파이프(11)와 인너파이프(13) 및 이들 사이에 결합되어 완충역할을 수행하는 부시고무(15)로 구성되면서 서브프레임(1)에 형성된 플랜지(1a)내로 삽입되어 플랜지(1a)와 간섭됨이 없도록 설치되고,

상기 인너파이프(13)의 내부에는 인너파이프너트(50)가 삽입되어 서로 당접하는 면이 암수결합되어 설치되며,

상기 인너파이프너트(50)의 내부에는 서브프레임(1)의 플랜지(1a) 및 차체마운팅 부시(10)를 결합시키는 부시볼트(60)가 관통됨은 물론 이 부시볼트(60)는 상기 인너파이프너트(50)와 일체로 결합이 이루어지고,

상기 부시볼트(60)에는 볼트의 회전을 구속하는 볼트회전방지수단(70)이 착탈가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 캐스터 각 조정이 가능한 차량의 로어암.
제 1항에 있어서, 상기 인너파이프(13)의 내주면에는 凹모양의 결합홈(13a)이 형성되고, 상기 인너파이프너트(50)의 외주면에는 상기 결합홈(13a)과 암수결합되는 凸모양의 결합돌기(51)가 형성되는 것을 특징으로 하는 캐스터 각 조정이 가능한 차량의 로어암.
제 1항에 있어서, 상기 볼트회전방지수단(70)은 부시볼트(60)에 끼워져서 상기 플랜지(1a)의 측부에 위치한 볼트머리(61)를 감싸도록 설치됨은 물론 일측으로 연장된 고정돌기(71a)는 다수번 절곡되어 그 단부가 상기 플랜지(1a)에 형성된 고정홀(1c)로 착탈가능하도록 끼워지는 스톱퍼브라켓트(71)와, 상기 부시볼트(60)에 결합되어 스톱퍼브라켓트(71)의 움직임을 구속하는 고정너트(73)로 구성되는 것을 특징으로 하는 캐스터 각 조정이 가능한 차량의 로어암.