KR100552783B1

KR100552783B1 - 차량용 로어암의 수직 관통형 부시

Info

Publication number: KR100552783B1
Application number: KR1020040046565A
Authority: KR
Inventors: 신동철
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2006-02-21
Also published as: KR20050121437A

Abstract

본 발명은 차량용 로어암의 수직 관통형 부시에 관한 것으로, 로어암(10)의 일단에 용접결합되면서 서브프레임(20)에 형성된 장착홈부(21)내에 위치되도록 배치되는 아우터파이프(331)와, 상기 아우터파이프(331)의 안쪽면에 가류접착되는 외측인슐레이터(332)와, 상기 외측인슐레이터(332)의 안쪽으로 사이틈(333)을 갖도록 배치되는 내측인슐레이터(334)와, 상기 사이틈(333)내에 위치되면서 상기 외측인슐레이터(332)와 내측인슐레이터(334)를 부분적으로 연결하도록 설치되는 한 쌍의 인슐레이터연결브라켓트(335)와, 상기 내측인슐레이터(334)의 중앙부를 관통하여 축방향 회전이 가능하도록 설치되면서 외주면에 형성된 한 쌍의 연결로드(336a)를 통해 상기 인슐레이터연결브라켓트(335)와 일체로 결합되는 회전파이프(336)와, 상기 회전파이프(336)의 중앙부를 관통하도록 설치되는 인너파이프(337)와, 상기 사이틈(333)을 따라 이동하는 인슐레이터연결브라켓트(335)의 위치를 결정하기 위해 주행속도에 따른 콘트롤러(338)의 제어를 전달받아 상기 회전파이프(336)를 축방향 회전시키도록 구동되는 파이프회전구동수단(339)으로 구성되어져, 차량의 주행속도에 따라 승차감 및 주행안정성을 동시에 향상시킬 수 있게 되고 더불어 시미현상과 저더현상이 예방됨은 물론 로드 노이즈도 대폭 감소시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 로어암의 수직 관통형 부시{geometry bush of lower arm for vehicle}

도 1은 일반적인 로어암의 설치구조를 도시한 평면도,

도 2는 종래 구조에 따른 수직 관통형 부시를 설명하기 위한 평면도,

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 수직 관통형 부시가 서브프레임에 결합된 상태의 사시도 및 서브프레임으로부터 분리된 상태의 사시도,

도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선 부분단면도,

도 6은 도 4의 시시도를 Ⅱ-Ⅱ을 기준으로 절단하여 바라본 사시도,

도 7은 차량의 주행상태에 따른 본 발명 수직 관통형 부시의 작동상태를 설명하기 위한 평면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 - 로어암 20 - 서브프레임

21 - 장착홈부 330 - 수직 관통형 부시

331 - 아우터파이프 332 - 외측인슐레이터

333 - 사이틈 334 - 내측인슐레이터

335 - 인슐레이터연결브라켓트 336 - 회전파이프

337 - 인너파이프 338 - 콘트롤러

339 - 파이프회전구동수단

본 발명은 차량용 로어암의 수직 관통형 부시에 관한 것으로, 특히 차량의 주행속도에 따라 차체의 전후방향 강성 및 횡방향 강성이 적절하게 조절되도록 함으로써, 승차감과 주행안정성을 동시에 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 로어암의 수직 관통형 부시에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 현가장치는 승차감 및 주행안정성을 도모하기 위한 중요한 장치로써, 주로 차체를 차륜으로부터 안정적으로 지지하면서 차륜으로부터 제공되는 진동을 억제하거나 또는 신속하게 감소시키는 기능을 수행하게 된다.

이와 같은 현가장치에는 차륜을 차체에 연결하고 아울러 지지하는 기능을 수행하는 로어암(10)이 사용되는데, 상기 로어암(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 세 개의 단부를 갖추도록 형성되어 진다.

상기 로어암(10)의 세단부는 수평 결합단부(11)와 수직 결합단부(13) 및 볼조인트단부(15)로 구성되는 바, 상기 수평 결합단부(11)에는 서브프레임(20)에 수평방향으로 체결되는 수평 관통형 부시(110; 일명 'A부시'라고 함)가 결합되고, 상기 수직 결합단부(13)에는 서브프레임(20)에 수직한 방향으로 체결되는 수직 관통형 부시(130; 일명 '지오메트리 부시' 또는 'G부시'라고 함)가 결합되며, 상기 볼조인트단부(15)에는 차륜(31)의 너클(33)과 결합되어지는 볼조인트(150)가 일체로 결합되어 진다.

여기서, 상기 수평 관통형 부시(110)는 조립볼트가 서브프레임(20)에 대해 수평한 방향으로 관통되면서 체결되기 때문에 상기와 같은 명칭을 부여하였으며, 상기 수직 관통형 부시(130)는 조립볼트가 서브프레임(20)에 대해 수직한 방향으로 관통되면서 체결되기 때문에 상기와 같은 명칭을 부여하였다.

한편, 상기 수직 관통형 부시(130)의 종래 구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 외주면이 로어암(10)의 수직 결합단부(13)에 용접결합되는 아우터파이프(131)와, 상기 아우터파이프(131)의 안쪽면에 가류접착되는 인슐레이터(133)와, 상기 인슐레이터(133)의 중앙부를 관통하면서 가류접착되어 결합되는 인너파이프(135)로 구성되면서, 상기 인슐레이터(133)에는 한 쌍의 중공홀(133a)이 서로 대칭구조를 갖도록 형성된다.

여기서, 상기 중공홀(133a)은 로어암(10)의 전체적인 스프링특성을 결정하는 중요한 요소이며, 그 크기 및 위치에 따라 스프링특성은 가변되어지게 된다.

즉, 상기 중공홀(133a)이 도 2에 도시된 바와 같이 차체에 대해 전후방향(종방향)과 좌우방향(횡방향) 사이에 존재하도록 형성되어지면, 로어암(10)은 종향방 강성과 횡방향 강성이 어느 정도 확보된 상태이므로, 이때의 차량은 중속 주행을 기준으로 향상된 핸들링성능(승차감)과 핸들의 떨림예방(주행안정성 향상)을 동시에 만족할 수 있는 상태로서 튜닝된 상태이다.

그리고, 상기 중공홀(133a)이 도시된 점선 A와 같이 차체에 대해 전후방향(종방향)쪽으로 치우쳐지도록 형성되어지면, 로어암(10)은 종향방 강성보다는 횡방향 강성이 증가되도록 튜닝된 상태이므로, 이때의 차량은 저속 주행시 더욱 향상된 핸들링성능(승차감)을 발휘할 수 있게 된다.

또한, 상기 중공홀(133a)이 도시된 점선 B와 같이 차체에 대해 좌우방향(횡방향)쪽으로 치우쳐지도록 형성되어지면, 로어암(10)은 횡향방 강성보다는 종방향 강성이 증가되도록 튜닝된 상태이므로, 이때의 차량은 고속 주행시 시미(shimmy)현상과 저더(juder)현상이 예방되고 아울러 핸들의 떨림현상을 더욱 예방할 수 있게 된다. 즉 더욱 향상된 주행안정성을 동시에 확보할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 일반적인 로어암(10)은 차량의 주행속도에 따라 중공홀(133a)의 위치가 가변되는 것이 아니라, 차종에 따라 미리 확정된 상태에서 실차에 적용되어지기 때문에, 서로 상반되는 개념인 핸들링성능(승차감)과 핸들의 떨림현상 예방(주행안정성)을 동시에 만족시킬 수 없다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 새로운 구성을 통해 차량의 주행속도에 따라 중공홀의 위치가 가변되도록 함으로써 서로 상반되는 개념인 핸들링성능(승차감)과 핸들의 떨림현상 예방(주행안정성)을 동시에 만족시킬 수 있도록 함은 물론, 로드 노이즈의 감소와 시미현상 및 저더현상의 발생도 미리 예방시킬 수 있도록 하는 차량용 로어암의 수직 관통형 부시를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수직 관통형 부시는, 로어암의 일단에 용접결합되면서 서브프레임에 형성된 장착홈부내에 위치되도록 배치되는 아우터파이프와, 상기 아우터파이프의 안쪽면에 가류접착되는 외측인슐레이터와, 상 기 외측인슐레이터의 안쪽으로 사이틈을 갖도록 배치되면서 상하면은 상기 장착홈부내에서 서브프레임에 의해 지지되도록 설치되는 내측인슐레이터와, 상기 외측인슐레이터와 내측인슐레이터사이에 형성된 사이틈내에 위치되면서 상기 외측인슐레이터와 내측인슐레이터를 부분적으로 연결하도록 설치되는 한 쌍의 인슐레이터연결브라켓트와, 상기 내측인슐레이터의 중앙부를 관통하여 축방향 회전이 가능하도록 설치되면서 외주면에 형성된 한 쌍의 연결로드를 통해 상기 인슐레이터연결브라켓트와 일체로 결합되는 회전파이프와, 상기 회전파이프의 중앙부를 관통하도록 설치되면서 상기 서브프레임과의 결합을 위해 조립볼트가 관통되어지는 인너파이프와, 상기 사이틈을 따라 이동하는 인슐레이터연결브라켓트의 위치를 결정하기 위해 주행속도에 따른 콘트롤러의 제어를 전달받아 상기 회전파이프를 축방향 회전시키도록 구동되는 파이프회전구동수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 수직 관통형 부시가 서브프레임에 결합된 상태의 사시도 및 서브프레임으로부터 분리된 상태의 사시도로서, 종래 구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명은 로어암을 구성하는 수직 관통형 부시에 관한 것으로, 상기의 로어암은 통상 수평 결합단부와 수직 결합단부 및 볼조인트단부로 이루어지는 세 개의 단부로 구성된다.

여기서, 상기 수평 결합단부에는 서브프레임에 수평방향으로 체결되는 수평 관통형 부시(일명 'A부시'라고 함)가 결합되고, 상기 수직 결합단부에는 서브프레임에 수직한 방향으로 체결되는 수직 관통형 부시(일명 '지오메트리 부시' 또는 'G부시'라고 함)가 결합되며, 상기 볼조인트단부에는 차륜의 너클과 결합되어지는 볼조인트가 일체로 결합되어 진다.

여기서, 본 발명에 따른 상기 수직 관통형 부시(330)의 구조는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 외주면이 로어암(10)을 구성하는 세 개의 단부 중 수직 결합단부(13)에 용접결합되면서 서브프레임(20)에 형성된 장착홈부(21)내에 위치되도록 배치되는 아우터파이프(331)와, 상기 아우터파이프(331)의 안쪽면에 가류접착되는 외측인슐레이터(332)와, 상기 외측인슐레이터(332)의 안쪽으로 사이틈(333)을 갖도록 배치되면서 상하면은 상기 장착홈부(21)내에서 서브프레임(20)에 의해 지지되도록 설치되는 내측인슐레이터(334)와, 상기 외측인슐레이터(332)와 내측인슐레이터(334)사이에 형성된 사이틈(333)내에 위치되면서 상기 외측인슐레이터(332)와 내측인슐레이터(334)를 부분적으로 연결하도록 설치되는 한 쌍의 인슐레이터연결브라켓트(335)와, 상기 내측인슐레이터(334)의 중앙부를 관통하여 축방향 회전이 가능하도록 설치되면서 외주면에 형성된 한 쌍의 연결로드(336a)를 통해 상기 인슐레이터연결브라켓트(335)와 일체로 결합되는 회전파이프(336)와, 상기 회전파이프(336)의 중앙부를 관통하도록 설치되면서 상기 서브프레임(20)과의 결합을 위해 조립볼트(51)가 관통되어지는 인너파이프(337)와, 상기 사이틈(333)을 따라 이동하는 인슐레이터연결브라켓트(335)의 위치를 결정하기 위해 주행속도에 따른 콘트롤러(338)의 제어를 전달받아 상기 회전파이프(336)를 축방향 회전시키도록 구동되는 파이프회전구동수단(339)으로 구성된다.

여기서, 상기 조립볼트(51)는 서브프레임(20)과 인너파이프(337)를 관통하여 조립너트(53)와 체결되어지고, 이로서 상기 수직 관통형 부시(330)는 서브프레임(20)의 장착홈부(21)내에서 그 위치가 고정되도록 설치되어지게 된다.

그리고, 상기 콘트롤러(338)의 입력수단에 해당하는 것은 통상적으로 차량의 주행속도를 검출하는 차속센서(55)를 사용하게 된다.

한편, 상기 파이프회전구동수단(339)은 상기 내측인슐레이터(334)로부터 돌출된 회전파이프(336)의 외주면을 따라 형성되는 파이프나사부(339a)와, 상기 서브프레임(20)상에 고정되도록 설치되면서 서브프레임(20)을 관통하여 상기 파이프나사부(339a)의 일측으로 위치하는 모터축(339b)을 구비한 스텝모터(339c)와, 상기 모터축(339c)과 일체로 결합되면서 외주면이 상기 파이프나사부(339a)와 기어체결되는 구동기어(339d)로 구성된다.

그리고, 상기 연결로드(336a)는 회전파이프(336)의 외주면에서 대칭구조를 갖도록 형성되어지며 그 선단은 내측인슐레이터(334)를 반경방향으로 관통하여 인슐레이터연결브라켓트(335)에 형성된 결합홈(335a)으로 끼워져서 용접을 통해 결합되어 진다.

또한, 상기 내측인슐레이터(334)의 내부에는 연결로드(336a)의 회전각도를 결정하는 부채꼴 모양의 로드회전홈(334a)이 서로 대칭구조를 갖도록 형성되어 진다.

따라서, 차량이 정상적인 중속 주행(30Km/h ~ 80Km/h)을 할 때에는 콘트롤러(338)의 제어에 따라 스텝모터(339c)가 구동을 하여 인슐레이터연결브라켓트(335)를 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 차체에 대해 전후방향(종방향)과 좌우방향(횡방향) 사이에 존재하도록 그 위치를 고정시키게 된다.

이때의 로어암(10)은 종향방 강성과 횡방향 강성이 어느 정도 확보된 상태이므로, 중속 주행중인 차량은 향상된 핸들링성능(승차감)과 핸들의 떨림예방(주행안정성 향상)을 동시에 만족할 수 있는 상황을 유지하게 된다.

그리고, 중속 주행중이던 차량이 저속으로 주행(30Km/h 이하)을 하게 되면, 상기 인슐레이터연결브라켓트(335)는 콘트롤러(338)의 제어를 받는 스텝모터(339c)의 구동에 따라 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 차체에 대해 전후방향(종방향)쪽으로 치우쳐진 상태에서 고정되도록 그 위치가 가변되어지게 된다.

이때의 로어암(10)은 종향방 강성보다는 횡방향 강성이 증가된 상태이므로, 저속 주행중인 차량은 핸들의 떨림예방(주행안정성 향상)에 중점을 두기 보다는, 핸들링성능을 더욱 향상시켜 승차감의 향상에 도움을 주게 된다.

또한, 차량이 고속으로 주행(80Km/h 이상)을 하게 되면, 상기 인슐레이터연결브라켓트(335)는 콘트롤러(338)의 제어를 받는 스텝모터(339c)의 구동에 따라 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 차체에 대해 좌우방향(횡방향)쪽으로 치우쳐진 상태에서 고정되도록 그 위치가 가변되어지게 된다.

이때의 로어암(10)은 횡향방 강성보다는 종방향 강성이 증가된 상태이므로, 고속 주행중인 차량은 핸들링성능(승차감)의 향상에 중점을 두기 보다는, 핸들의 떨림현상을 더욱 감소시키도록 하여 주행안정성을 확보하는데에 도움을 주게 된다.

또한, 고속 주행시 인슐레이터연결브라켓트(335)에 의해 로어암(10)의 종방향 강성이 증대되면, 시미(shimmy)현상과 저더(juder)현상도 더불어서 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 로드 노이즈(load noise)도 대폭 감소시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 로어암(10)을 실차에 적용하게 되면 차량의 주행속도에 따라 승차감과 주행안정성을 동시에 만족시킬 수 있는 잇점이 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 주행속도에 따라 수직 관통형 부시의 스프링특성이 가변됨으로써, 승차감 및 주행안정성을 동시에 향상시킬 수 있게 되고 더불어 시미현상과 저더현상이 예방됨은 물론 로드 노이즈도 대폭 감소되는 효과가 있게 된다.

Claims

로어암(10)의 일단에 용접결합되면서 서브프레임(20)에 형성된 장착홈부(21)내에 위치되도록 배치되는 아우터파이프(331)와,

상기 아우터파이프(331)의 안쪽면에 가류접착되는 외측인슐레이터(332)와,

상기 외측인슐레이터(332)의 안쪽으로 사이틈(333)을 갖도록 배치되면서 상하면은 상기 장착홈부(21)내에서 서브프레임(20)에 의해 지지되도록 설치되는 내측인슐레이터(334)와,

상기 외측인슐레이터(332)와 내측인슐레이터(334)사이에 형성된 사이틈(333)내에 위치되면서 상기 외측인슐레이터(332)와 내측인슐레이터(334)를 부분적으로 연결하도록 설치되는 한 쌍의 인슐레이터연결브라켓트(335)와,

상기 내측인슐레이터(334)의 중앙부를 관통하여 축방향 회전이 가능하도록 설치되면서 외주면에 형성된 한 쌍의 연결로드(336a)를 통해 상기 인슐레이터연결브라켓트(335)와 일체로 결합되는 회전파이프(336)와,

상기 회전파이프(336)의 중앙부를 관통하도록 설치되면서 상기 서브프레임(20)과의 결합을 위해 조립볼트(51)가 관통되어지는 인너파이프(337)와,

상기 사이틈(333)을 따라 이동하는 인슐레이터연결브라켓트(335)의 위치를 결정하기 위해 주행속도에 따른 콘트롤러(338)의 제어를 전달받아 상기 회전파이프(336)를 축방향 회전시키도록 구동되는 파이프회전구동수단(339)으로

구성되는 차량용 로어암의 수직 관통형 부시.
제 1항에 있어서, 상기 파이프회전구동수단(339)은

상기 내측인슐레이터(334)로부터 돌출된 회전파이프(336)의 외주면을 따라 형성되는 파이프나사부(339a)와,

상기 서브프레임(20)상에 고정되도록 설치되면서 서브프레임(20)을 관통하여 상기 파이프나사부(339a)의 일측으로 위치하는 모터축(339b)을 구비한 스텝모터(339c)와,

상기 모터축(339c)과 일체로 결합되면서 외주면이 상기 파이프나사부(339a)와 기어체결되는 구동기어(339d)로

구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 로어암의 수직 관통형 부시.
제 1항에 있어서, 상기 연결로드(336a)는 회전파이프(336)의 외주면에서 대칭구조를 갖도록 형성되어지며 그 선단은 내측인슐레이터(334)를 반경방향으로 관통하여 인슐레이터연결브라켓트(335)에 형성된 결합홈(335a)으로 끼워져서 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 로어암의 수직 관통형 부시.
제 3항에 있어서, 상기 내측인슐레이터(334)의 내부에는 연결로드(336a)의 회전각도를 결정하는 부채꼴 모양의 로드회전홈(334a)이 서로 대칭구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 로어암의 수직 관통형 부시.