KR100530316B1 - 차량의 리어 서스펜션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 리어 서스펜션(rear suspension)에 관한 것으로서, 특히 지면에서 발생하는 충격을 흡수하고 진동을 절감하며, 차량의 후방 충돌시 충격을 완화시켜 충돌개선성능을 향상시킬 수 있는 차량용 독립식 리어 서스펜션에 관한 것이다.

Description

차량의 리어 서스펜션 { Rear suspension of vehicle }

본 발명은 차량의 리어 서스펜션(rear suspension)에 관한 것으로서, 특히 지면에서 발생하는 충격을 흡수하고 진동을 절감하며, 차량의 후방 충돌시 충격을 완화시켜 충돌개선성능을 향상시킬 수 있는 차량용 독립식 리어 서스펜션에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 주행중 바퀴를 통해서 노면으로부터 크고 작은 진동이나 충격을 끊임없이 받고 있다. 따라서 프레임과 차축(axle)과의 사이에 완충장치를 설치하여 충격이나 진동이 직접 프레임에 전달되는 것을 방지하고, 승차자의 승차감을 좋게 하며, 적재한 화물의 손상을 방지하고 무리한 충격에 의해서 차체 각부가 손상되는 것을 방지하고 있는데, 이러한 완충장치를 포함해서 프레임과 차축을 연결하는 있는 기구를 서스펜션이라 한다.

이러한 서스펜션은 노면으로부터 입력되는 충격을 완화하기 위하여 상하방향으로 연결이 유연하여야 하며, 휠에 발생되는 구동력, 제동력, 선회시의 원심력 등을 이겨낼 수 있는 수평방향의 연결이 견고하여야 한다.

또한 서스펜션은 진동, 승차감에 영향을 미치는 것 이외에 조정안정성에도 크게 관계가 있다. 서스펜션의 기본형식에는 크게 좌·우 두바퀴를 1개의 차축으로 연결한 차축식 서스펜션과 좌·우 바퀴가 독립해서 운동할 수 있는 독립식 서스펜션으로 나눌 수 있다.

도 1은 종래 일반적인 독립식 리어 서스펜션의 후면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 리어 서스펜션은 휠(11)에 설치되어지는 너클(knuckle, 12); 차량의 주행중에 받는 충격을 완화하는 코일 스프링(31); 일단이 차체와 연결되고 타단은 상기 너클(12)과 연결되며 상기 코일스프링(31)의 자유진동을 흡수하여 승차감이 향상되도록 설치된 쇽업소버(shock absorber, 30); 일측은 상기 너클(12)에 연결되고, 타측은 크로스멤버(cross member, 20)와 연결되어 휠(11)이 지지되도록 차량의 진행방향과 직각으로 좌·우에 설치된 로어암(13); 상기 로어암(13)과 크로스멤버(20)가 힌지 결합되는 로어암의 힌지부(14); 상기 로어암(13)에 가해지는 충격과 진동을 흡수함과 더불어 마모를 방지하도록 상기 힌지부(14)에 삽입되어지는 부시(bush, 미도시); 양단이 상기 로어암(13)의 좌·우에 결합되고 중앙부가 프레임 상에 장착되어 좌·우의 바퀴가 동시에 상하 작동시에는 사용되지 않지만, 좌·우의 휠이 서로 다르게 상하 작동하게 될 경우에는 비틀려서 그 때 발생되는 탄성력에 의해 차체의 기울기가 감소되도록 하는 스테빌라이저(stabilizer, 미도시) 등으로 구성되어 있다.

그러나 상기한 바와 같이, 바운드 또는 리바운드에 의해 지면에서 올라오는 충격을 쇽업소버(30) 및 부시로만 흡수하기 때문에, 지면충격흡수가 미비해 진동, 승차감 및 조정안정성 등이 저하되는 문제점과, 차체와 휠 사이의 설치되어지는 쇽업소버에 의해 공간이 협소해지는 문제점이 있었다.

그리고 상기 크로스멤버(20)의 전방에는 연료탱크가 후방플로어패널(미도시)에 탑재되는데, 차량의 후방충돌시 상기 크로스멤버(20)와 상기 연료탱크 사이에 적당한 충격완화장치가 없어서, 하중이 큰 충돌시 연료탱크에 충격을 가하게 되어 변형되거나 파열됨으로써 연료가 외부로 유출되어 화재의 위험성이 있고, 또한 충격이 직접적으로 차량의 실내로 전달되기 때문에 운전자 및 탑승객을 효과적으로 보호할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연료탱크의 후방에 충격완화장치를 설치하여 후방추돌시 연료탱크에 가해지는 충격을 흡수하고, 또한 지면으로부터의 충격을 운동변환장치에 의해 상기 충격완화장치에 전달함으로써 충격 및 진동을 더 효과적으로 흡수할 수 있는 리어 서스펜션을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 리어 서스펜션은, 휠에 설치되어지는 너클; 일측은 너클에 연결되고, 타측은 크로스멤버와 연결되는 로어암; 상기 로어암과 크로스멤버가 힌지 결합되는 로어암의 힌지부; 바운드 또는 리바운드시 상기 로어암의 힌지부를 중심으로 회전하는 로어암의 회전운동을 차체길이방향의 직선운동으로 변환시켜 전달하는 운동변환장치; 크로스멤버의 전방에 설치되는 연료탱크; 상기 운동변환장치와 연료탱크 사이에 설치되어 후방 또는 지면의 충격흡수 및 진동절감을 하는 완충부재로 구성되어 있다.

그리고, 외주면에 충격을 흡수하는 코일 스프링이 장착된 종래의 쇽업소버를 차체와 상기 너클에 연결하여, 부시 및 상기 완충부재와 더불어 더 효과적인 지면의 충격흡수 및 진동절감을 할 수 있다.

또한, 종래의 쇽업소버를 장착하지 않고 본 발명만을 장착하게되면, 부시 및 상기 완충부재에 의한 지면의 충격흡수 및 진동절감은 종래와 동일하면서, 차체와 휠 사이의 공간이 넓어지게 되어 차량의 실내공간을 크게 잡을 수 있거나, 또는 다른 장치를 이 공간에 더 설치할 수 있게 된다.

바운드 또는 리바운드에 의해 지면으로부터 충격이 가해질 때에는, 상기 로어암의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜주는 상기 운동변환장치에 의해 상기 완충부재에 충격이 가해지게되고, 후방 충돌시에는 직접적으로 완충부재에 충격이 가해진다.

이로 인해, 지면으로부터 충격이 가해질 때에는 상기 부시와 상기 완충부재에서 충격흡수 및 진동절감을 하고, 후방 충돌시에는 상기 완충부재에서 충격흡수 및 진동절감을 하게 된다.

상기 완충부재를 연료탱크에 설치할 때에는 상기 완충부재의 변위를 바운드 또는 리바운드시에 발생하는 휠의 변위보다 크게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 완충부재의 변위를 휠의 변위보다 더 크게 얻기 위해서는 운동변환장치에 다수의 증속기어를 설치하여 달성할 수 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

< 제 1실시예 >

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 리어 서스펜션의 평면도이고, 도 3은 도 2에 의해 도시된 리어 서스펜션의 좌측면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 리어 서스펜션은 휠(11)에 설치되어지는 너클(12); 일측은 상기 너클(12)에 연결되고, 타측은 크로스멤버와 연결되는 로어암(13); 상기 로어암(13)과 크로스멤버가 힌지 결합되는 로어암의 힌지부(14); 바운드 또는 리바운드시 상기 로어암의 힌지부(14)를 중심으로 회전하는 로어암(13)의 회전운동을 차체길이방향의 직선운동으로 변환시켜 전달하는 운동변환장치; 크로스멤버의 전방에 위치하고 후방플로어패널에 탑재되어지는 연료탱크(140); 상기 운동변환장치와 연료탱크(140) 사이에 설치되어 후방 또는 지면의 충격을 흡수하는 완충부재(130)로 구성되어 있다.

상기 로어암의 힌지부(14)의 내측에는 상기 로어암(13)에 가해지는 충격과 진동을 흡수함과 더불어 마모를 방지하도록 원통형의 부시(미도시)가 삽입되어 있다.

그리고, 상기 운동변환장치는 상기 로어암의 힌지부(14)의 외주면에 형성된 구동베벨기어(101); 상기 구동베벨기어(101)와 맞물려 회전하는 피동베벨기어 (110); 상기 피동베벨기어(110)와 동일한 회전축을 갖는 피니언(pinion, 111); 상기 피니언(111)과 맞물려 피니언(111) 회전시 차량진행방향의 직선운동을 하며, 일측이 상기 완충부재(130)에 연결되어 외력을 가하는 랙(rack, 120)으로 구성되어 있다.

상기 구동 및 피동베벨기어(101, 110)는 톱니 줄기가 나선 모양으로 된 곡선베벨기어를 사용함이 직선베벨기어에 비하여 한번에 접촉하는 물림 길이가 커서 부드럽게 움직이고, 특히 진동과 소음이 적고 고속에서 사용할 수 있으며, 하중을 전달하는 능력이 직선베벨기어보다 훨씬 크다.

상기 랙(120)은 차량진행방향의 직선운동만 하여야 하기 때문에, 차체에 가이드(미도시)를 설치하여 직선운동의 슬라이딩이 가능하게 한다.

또한, 상기 완충부재(130)는 스프링과 댐퍼로 구성되어 있으며, 랙(120)의 일측이 아닌 양측에 설치될 수도 있다.

그리고, 상기 피동베벨기어(110)의 반경을 상기 구동베벨기어(101)의 반경보다 작게 하거나, 상기 피니언(111)의 반경을 상기 피동베벨기어(110)의 반경보다 크게 함으로서, 상기 완충부재(130)의 변위를 바운드 또는 리바운드시에 발생하는 휠(11)의 변위보다 크게 하여 휠(11)에 가해지는 충격을 상기 완충부재(130)에서 효과적으로 흡수하거나 진동을 절감할 수 있다.

< 제 2실시예 >

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 리어 서스펜션의 평면도이고, 도 5는 도 4에 의해 도시된 리어 서스펜션의 후면도이고, 도 6은 도4에 의해 도시된 리어 서스펜션의 좌측면도이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 리어 서스펜션은 제 1실시예와 비교하여 볼 때, 운동변환장치에만 차이가 있기 때문에 이하에서는 제 2실시예에 따른 리어 서스펜션의 운동변환장치만 설명하고, 그 외는 제 1실시예에 따른 리어 서스펜션을 동일하게 적용한다.

제 2 실시예에 따른 리어 서스펜션의 운동변환장치는, 상기 로어암의 힌지부(14)의 외주면에 형성된 구동기어(201); 상기 구동기어(201)와 맞물려 회전하는 제1기어(210); 상기 제1기어(210)와 동일한 회전축을 갖는 제2기어(211); 외측은 상기 제2기어(211)와 맞물리고, 내측에는 암나사가 형성되어 회전하는 원통형의 피동기어(220); 상기 피동기어(220) 내측의 암나사와 맞물려 상기 피동기어(220)가 회전할 때 차량진행방향의 직선운동을 하며, 상기 완충부재(130)에 일측이 연결되어 외력을 가하는 스크루(221)로 구성되어 있다.

상기 피동기어(220)는 차체의 브래킷에 고정되어 상기 스크루(221)가 직선운동을 할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 제1기어(210)의 반경을 상기 구동기어(201)의 반경보다 작게 하거나, 상기 피동기어(220)의 반경을 상기 제2기어(211)의 반경보다 작게 하거나, 또는 상기 피동기어(220) 내측의 암나사와 스크루(221)의 리드각(lead angle)을 크게 함으로서, 상기 완충부재(130)의 변위를 바운드 또는 리바운드시에 발생하는 휠(11)의 변위보다 크게 하여 휠(11)에 가해지는 충격을 상기 완충부재(130)에서 효과적으로 흡수하거나 진동을 절감할 수 있다.

< 제 3실시예 >

도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 리어 서스펜션의 평면도이고, 도 8은 도 7에 의해 도시된 리어 서스펜션의 좌측면도이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시예에 따른 리어 서스펜션은 제 1실시예와 비교하여 볼 때, 운동변환장치에만 차이가 있기 때문에 이하에서는 제 3실시예에 따른 리어 서스펜션의 운동변환장치만 설명하고, 그 외는 제 1실시예에 따른 리어 서스펜션을 동일하게 적용한다.

제 3 실시예에 따른 리어 서스펜션의 운동변환장치는, 상기 로어암의 힌지부(14)의 외주면에 형성된 구동기어(301); 상기 구동기어(301)와 맞물려 회전하는 피동기어(310); 상기 피동기어(310)와 동일한 회전축을 갖는 웜(311); 상기 웜(311)과 맞물려 웜(311) 회전시 차량진행방향의 직선운동을 하며, 상기 완충부재(130)에 일측이 연결되어 외력을 가하는 랙(320)으로 구성되어 있다.

상기 랙(320)은 차량진행방향의 직선운동만 하여야 하기 때문에, 차체에 가이드(미도시)를 설치하여 직선운동의 슬라이딩이 가능하게 한다.

그리고, 상기 피동기어(310)의 반경을 상기 구동기어(301)의 반경보다 작게 하거나, 상기 웜(311)의 리드각 및 랙(320)의 치형의 경사각(차폭방향의 직선과 치형이 이루는 각)을 크게 함으로서, 상기 완충부재(130)의 변위를 바운드 또는 리바운드시에 발생하는 휠(11)의 변위보다 크게 하여 휠(11)에 가해지는 충격을 상기 완충부재(130)에서 효과적으로 흡수하거나 진동을 절감할 수 있다.

본 발명인 리어 서스펜션은 전술한 실시예에 국한하지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 리어 서스펜션에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 차량의 후방 충돌시 차실 쪽으로 전달되는 충격을 상기 완충부재에서 흡수하여 탑승자를 보다 안전하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 연료탱크에 가해지는 충격을 흡수하여 연료탱크가 변형되거나 파열되는 것을 막아 연료누유의 염려가 줄어들어 화재의 위험성을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

둘째, 본 발명을 종래의 쇽업소버와 함께 장착함으로써, 바운드 또는 리바운드에 의해 지면에서 발생되어지는 충격을 부시와 쇽업소버뿐만 아니라, 상기 완충부재에 의해서도 충격흡수 및 진동절감을 할 수 있어 승차감 및 조정안정성을 향상시킬 수 있다.

셋째, 본 발명에 종래의 쇽업소버를 장착하지 않음으로써, 부시와 상기 완충부재에 의한 지면의 충격흡수 및 진동절감은 종래와 동일하면서, 차체와 휠 사이의 공간이 넓어지게 되어 차량의 실내공간을 크게 할 수 있거나, 또는 다른 장치를 이 공간에 더 설치할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 독립식 리어 서스펜션의 후면도,

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 리어 서스펜션의 평면도,

도 3은 도 2에 의해 도시된 리어 서스펜션의 좌측면도,

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 리어 서스펜션의 평면도,

도 5는 도 4에 의해 도시된 리어 서스펜션의 후면도,

도 6은 도 4에 의해 도시된 리어 서스펜션의 좌측면도,

도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 리어 서스펜션의 평면도,

도 8은 도7에 의해 도시된 리어 서스펜션의 좌측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 휠, 12 : 너클 ,

13 : 로어암, 14 : 힌지부,

20 : 크로스멤버, 101 : 구동베벨기어,

110 : 피동베벨기어, 111 : 피니언,

120, 320 : 랙, 130 : 완충부재,

140 : 연료탱크, 201, 301 : 구동기어,

210 : 제1기어, 211 : 제2기어,

220, 310 : 피동기어, 221 : 스크루,

311 : 웜.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 휠에 설치되어지는 너클;

   일측은 상기 너클에 연결되고, 타측은 크로스멤버와 연결되는 로어암;

   상기 로어암과 크로스멤버가 힌지 결합되는 로어암의 힌지부;

   바운드 또는 리바운드시 상기 로어암의 힌지부를 중심으로 회전하는 로어암의 회전운동을 차체길이방향의 직선운동으로 변환시켜 전달하는 운동변환장치;

   크로스멤버의 전방에 설치되는 연료탱크;

   상기 운동변환장치와 연료탱크 사이에 설치되어 후방 또는 지면의 충격을 흡수하는 완충부재를 포함하여 이루어지되,

   상기 운동변환장치는,

   상기 로어암의 힌지부에 형성된 구동베벨기어;

   상기 구동베벨기어와 맞물리는 피동베벨기어;

   상기 피동베벨기어와 동축을 갖는 피니언;

   상기 피니언과 맞물리고, 상기 완충부재에 연결되어 외력을 가하는 랙으로 이루어지고,

   상기 피동베벨기어의 반경을 상기 구동베벨기어의 반경보다 작게 하거나, 상기 피니언의 반경을 상기 피동베벨기어의 반경보다 크게 하여, 상기 완충부재의 변위를 휠의 변위보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 리어 서스펜션.
4. 삭제
5. 휠에 설치되어지는 너클;

   일측은 상기 너클에 연결되고, 타측은 크로스멤버와 연결되는 로어암;

   상기 로어암과 크로스멤버가 힌지 결합되는 로어암의 힌지부;

   바운드 또는 리바운드시 상기 로어암의 힌지부를 중심으로 회전하는 로어암의 회전운동을 차체길이방향의 직선운동으로 변환시켜 전달하는 운동변환장치;

   크로스멤버의 전방에 설치되는 연료탱크;

   상기 운동변환장치와 연료탱크 사이에 설치되어 후방 또는 지면의 충격을 흡수하는 완충부재를 포함하여 이루어지되,

   상기 운동변환장치는,

   상기 로어암의 힌지부에 형성된 구동기어;

   상기 구동기어와 맞물리는 제1기어;

   상기 제1기어와 동축을 갖는 제2기어;

   외측은 상기 제2기어와 맞물리고, 내측에는 암나사가 형성된 피동기어;

   상기 암나사와 맞물리고, 상기 완충부재에 연결되어 외력을 가하는 스크루로 이루어지고,

   상기 제1기어의 반경을 상기 구동기어의 반경보다 작게 하거나, 상기 피동기어의 반경을 상기 제2기어의 반경보다 작게 하거나, 또는 상기 암나사와 스크루의 리드각을 크게 하여, 상기 완충부재의 변위를 휠의 변위보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 리어 서스펜션.
6. 삭제
7. 휠에 설치되어지는 너클;

   일측은 상기 너클에 연결되고, 타측은 크로스멤버와 연결되는 로어암;

   상기 로어암과 크로스멤버가 힌지 결합되는 로어암의 힌지부;

   바운드 또는 리바운드시 상기 로어암의 힌지부를 중심으로 회전하는 로어암의 회전운동을 차체길이방향의 직선운동으로 변환시켜 전달하는 운동변환장치;

   크로스멤버의 전방에 설치되는 연료탱크;

   상기 운동변환장치와 연료탱크 사이에 설치되어 후방 또는 지면의 충격을 흡수하는 완충부재를 포함하여 이루어지되,

   상기 운동변환장치는,

   상기 로어암의 힌지부에 형성된 구동기어;

   상기 구동기어와 맞물리는 피동기어;

   상기 피동기어와 동축을 갖는 웜;

   상기 웜과 맞물리고, 상기 완충부재에 연결되어 외력을 가하는 랙으로 이루어지고,

   상기 피동기어의 반경을 상기 구동기어의 반경보다 작게 하거나, 상기 웜의 리드각과 랙의 치형의 경사각을 크게 하여, 상기 완충부재의 변위를 휠의 변위보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 리어 서스펜션.