KR100559869B1

KR100559869B1 - 현가장치의 로어 아암 연결구조

Info

Publication number: KR100559869B1
Application number: KR1020030077292A
Authority: KR
Inventors: 정유석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-11-03
Filing date: 2003-11-03
Publication date: 2006-03-13
Also published as: KR20050042578A

Abstract

본 발명은 현가장치의 로어 아암 연결구조에 관한 것으로, 로어아암을 서브프레임에 고정함에 있어서, 서브프레임(1)에, 1쌍의 편심캠(5)과, 이들 편심캠(5)이 연동되도록 하는 캠연결바아(7) 및, 상기 편심캠(5)의 거동을 지지하는 캠가이드(9)가 구비된 지지브라켓트(11)를 매개로 가변힌지형태로 연결설치되어, 자동차의 주행에 따라 노면에서 가해지는 충격에 따라 차륜이 변화되면 이 차륜의 변위에 대응하여 편심캠(5)이 회전되면서 가이드면(15,17)에 안착 되므로써 능동적인 보상에 의해 휠트레드 변화량이 조절되도록 되어 있다.

Description

현가장치의 로어 아암 연결구조{A Connection Structure of Lower Arm of Suspension System}

도 1은 본 발명에 따른 로어아암 고정구조를 설명하기 위한 요부확대도로써 서브프레임에 장착되는 조인트수단의 개략사시도,

도 2는 본 발명이 적용된 현가장치에 있어서 정하중 작용시 캠위치를 설명하기 위한 요부개략도,

도 3은 본 발명이 적용된 현가장치에 있어서 리바운드시 캠위치를 설명하기 위한 요부개략도,

도 4는 본 발명이 적용된 현가장치에 있어서 범핑시 캠위치를 설명하기 위한 요부개략도,

도 5는 맥퍼슨타입 현가장치의 설치도,

도 6은 종래 사용예에 따른 현가장치의 로어아암 연결구조를 설명하기 위한 요부 사시도로써 도 1의 대응도,

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 서브프레임 3 - 로어아암

5 - 편심캠 7 - 캠연결바아

9 - 캠가이드 11 - 지지브라켓트

13 - 슬립면 15 - 몸체

15,17 - 가이드면

본 발명은 차량의 현가장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로어 아암을 차체에 고정함에 있어서 차체의 마운팅부에 소정형상을 갖는 캠을 설치함으로써 주행에 따른 진동 및 충격으로 로어아암이 변위를 일으킬 때 휠트레드가 일정하게 유지되도록 된 현가장치의 로어 아암 연결구조에 관한 것이다.

차량의 주행안전성과 쾌적한 승차감은 조향장치만으로 이루어지는 것은 아니고 앞/뒤 차륜을 포함한 현가장치와의 기구적인 조화에 따라 얻어지는데, 일반적으로 현가장치는 차륜에 일측이 연결된 스티어링 너클에 쇽압소버가 설치된 스트러트와, 상기 스티어링 너클에 일단이 연결되고 타단이 차체측에 연결되는 로어 아암, 상기 스트러트 상측에 설치되는 코일스프링 등으로 구성되어 있다.

즉, 도 5 와 도 6에 각각 도시된 것과 같이, 로어아암(50)이 프론트서브프레임(52)의 2지점(A,G) 및 차륜과의 연결부(B)를 매개로 핀이음형태로 장착되기 때문에 주행시 A와 G를 힌지축으로 하여 단순회전운동궤적을 하게 된다,

따라서 자동차가 주행중 범프시 캠버가 약간 부(-) 방향으로 갔다가 다시 정(+)쪽으로 변화되게 되고, 휠트레드 역시 약간 늘어났다가 원위치 되기 때문에 직진안전성이 불량하게 할 뿐 아니라 캠버변형량이 과다하여 안정성을 불안하게 한다는 문제가 있다.

특히, 정상상태(normal)에서 로어아암은 이미 리바운드되어 있는 상태여서 정작 리바운드 상태에서는 범프시보다 트레드 변화가 상당히 커져 승차감문제가 심각하게 발생되기 때문에 일정수준으로 승차감을 확보할 수 없게 만드는 주요 원인이 된다는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 별도의 제어장치 없이 차체의 마운팅부위에 소정형상을 갖는 캠을 구비한 가변힌지축을 설치하고 이 힌지축에 로어아암을 연결하여, 주행에 따른 진동 및 충격시 로어아암의 변위량이 캠의 거동에 의해 보충되도록 하여 휠트레드가 일정하게 유지되도록 함으로써, 직진안전성과 선회안정성이 저하되는 것을 구조적으로 방지한 현가장치의 로어 아암 연결구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체의 서브프레임에 고정된 지지브라켓트와, 상기 지지브라켓트에 조인트수단을 매개로 일단부가 선회가능하게 결합되고 타단에 차륜을 설치하는 너클을 장착하는 로어아암을 구비하고;
상기 조인트수단은 상기 지지브라켓트의 양쪽 측벽부에 각각 고정된 캠가이드와, 상기 캠가이드에 회전가능하게 결합되는 마름모꼴 형태의 편심캠을 양단부에 갖추고서 상기 로어아암의 일단부에 고정되는 캠연결바아로 이루어지며;
상기 캠가이드는 일측에 중앙이 오목하면서 상하로 경사진 "V"자 형태의 슬립면과, 상기 슬립면과 대향되는 타측에 중앙이 볼록하면서 상하로 오목한 "3"자 형태의 가이드면을 일체로 형성한 것을 특징으로 한다.

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이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 아암 고정구조를 설명하기 위한 요부확대도로서 서브프레임에 장착되는 조인트수단의 개략사시도인 바, 본 발명은 도면에 도시된 것과 같이, 차체의 서브프레임(1)에 지지브라켓트(11)이 고정 결합되고, 상기 지지브라켓트(11)에는 로어아암(3)의 일단부가 조인트수단을 매개로 선회가능하게 결합되며, 상기 로어아암(3)의 타단에는 차륜을 설치하는 너클(도시안됨)이 장착된다.

여기서 상기 조인트수단은 통상의 연결구조와 마찬가지로 상기 서브프레임(1)의 동일한 2지점에 장착되나, 설명의 편의를 위하여 1지점의 장착상태만을 예로 들어 설명하기로 한다.

즉, 상기 조인트수단은 상기 지지브라켓트(11)의 양쪽 측벽부에 각각 일체로 고정된 캠가이드(9)와, 상기 캠가이드(9)에 회전가능하게 결합되어 캠가이드(9)의 내주면과 접촉되는 편심캠(5)을 양단부에 갖추고서 상기 로어아암(3)의 일단부에 결합된 마운팅부시에 일체로 고정되는 캠연결바아(7)로 이루어진다.
이를 위해, 상기 지지브라켓트(11)의 양쪽 측벽부에는 상기 캠가이드(9)의 고정을 위한 1쌍의 개구부(도시안됨)가 형성되고, 이 개구부에 상기 캠가이드(9)가 고정 설치되어, 상기 캠가이드(9)의 내주면에 상기 편심캠(5)이 끼워져 접촉되는 구조를 이루게 된다.

이 경우, 상기 편심캠(5)은 동일한 곡률의 돌출면을 대향된 위치에 갖는 대략 마름모꼴 형상으로 이루어져 있어, 주행중 상기 로어아암(3)이 범프 및 리바운드될 때, 상기 편심캠(5)은 로어아암(3)의 거동에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 상기 캠가이드(9)는 상기 편심캠(5)의 양측 돌출면과 접촉하게 되며, 이 결과 상기 편심캠(5)의 거동 자세에 변화가 초래된다.
즉, 상기 캠가이드(9)는 주행중 상기 로어아암(3)이 범프 및 리바운드될 때 상기 편심캠(5)의 거동을 지지하게 되는 것이다.

이를 위해, 상기 캠가이드(9)는 일측에 중앙이 오목하면서 상하로 경사진 "V"자 형태의 슬립면(13)과, 상기 슬립면(13)과 대향되는 타측에 중앙이 볼록하면서 상하로 오목한 "3"자 형태의 가이드면(15,17)을 일체로 형성하는 구조로 이루어져 있어, 상기 슬립면(13)과 가이드면(15,17)은 현가장치에 정하중이 작용될 때 상기 편심캠(5)이 캠가이드(9)내에서 회전되는 것을 방지하고, 범프나 리바운드시 로어아암(3)과 연동하여 캠가이드(9)내에서 편심캠(5)이 회전될 때 회전공간을 제공하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

주행중 범프나 리바운드가 발생되지 않은 정상상태에서는 상기 로어아암(3)이 서브프레임(1)측 지지브라켓트(11)에 대해 통상의 운동궤적으로 선회운동을 하게 되고, 주행중 노면에서 가해지는 충격에 따라 차륜이 범프나 리바운드되면, 이 차륜의 변위에 대응하여 서브프레임(1)측 지지브라켓트(11)의 캠가이드(9)내에 설치된 편심캠(5)이 회전되면서 상기 슬립면(13)과 가이드면(15,17) 사이의 공간에서 평행한 상태로 안착됨으로써, 능동적인 보상에 따른 휠트레드 변화량이 조절되게 된다.

즉, 정상상태에서는 도 2에 도시된 것과 같이 편심캠(5)의 접촉면이 슬립면(13)과 가이드면(15,17) 사이에 위치하게 되고, 리바운드시에는 도 3에 도시된 것과 같이 편심캠(5)이 시계방향으로 회전되면서 하측 가이드면(15)에 안착되는데, 이때 편심캠(5)은 탄성적으로 압축되면서 상측 슬립면(13)에 의해 외측으로 밀려짐과 동시에 하측 가이드면(15)에 안착되며 이에 따라 연동적으로 로어아암(3)도 동일한 방향으로 밀려나면서 차륜의 캠버를 정(-)방향으로 유지시킴으로써 휠트레드 축소분을 보상하게 된다.

또한, 차륜이 범프되면 도 4에 도시된 것과 같이 리바운드시와 마찬가지로 편심캠(5)이 회전되면서 상측 가이드면(17)에 안착되어 정(+)쪽으로 변위되려는 캠버를 부(-)쪽으로 변위되도록 하여 휠트레드를 증대시킴으로써 직진주행시 차륜에 가해지는 범프에 의한 캠버가 정(+)쪽으로 변위되는 것을 방지하여 휠트레드의 변화를 최소화하므로 직진성이 저하되는 것을 효과적으로 방지하게 된다.

즉, 본 발명은 로어아암(3)이 서브프레임(1)에 가변힌지형태로 연결설치되고, 가변힌지를 구성하는 편심캠(5)과 이 편심캠(5)이 안착되는 슬립면(13)과 가이드면(15,17)을 갖춘 캠가이드(9)에 의해 차륜의 트레드 변화량이 자체조정되게 되는 것이다.

또한, 소형차의 경우 로어암 스팬이 짧아져 원운동 궤적이 작아지기 때문에 승차감이 현저하게 저하되지만, 본 발명을 적용하게 되면 한정된 패키징 공간에서 도 가변 로어암 시스템을 적용할 수 있어 레이아웃 자유도를 보장할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 맥퍼슨타입 스트럿 프론트 서스펜션을 예로 들어 설명하였으나 이는 바람직한 실시예를 제시한 것에 불과하고 더블위시본 등 다른 타입의 서스펜션장치에도 적용할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 별도로 제어장치를 설치하지 않고도 주행에 따른 진동 및 충격시 로어아암의 변위량을 자체보정하도록 하여 휠트레드 변화를 최소화함으로써 직진안전성과 선회안정성이 저하되는 것을 구조적으로 방지할 뿐 아니라 설계시 레이아웃 자유도가 확보되는 효과가 있다.

Claims

차체의 서브프레임(1)에 고정된 지지브라켓트(11)와, 상기 지지브라켓트(11)에 조인트수단을 매개로 일단부가 선회가능하게 결합되고 타단에 차륜을 설치하는 너클을 장착하는 로어아암(3)을 구비하고;

상기 조인트수단은 상기 지지브라켓트(11)의 양쪽 측벽부에 각각 고정된 캠가이드(9)와, 상기 캠가이드(9)에 회전가능하게 결합되는 마름모꼴 형태의 편심캠(5)을 양단부에 갖추고서 상기 로어아암(3)의 일단부에 고정되는 캠연결바아(7)로 이루어지며;

상기 캠가이드(9)는 일측에 중앙이 오목하면서 상하로 경사진 "V"자 형태의 슬립면(13)과, 상기 슬립면(13)과 대향되는 타측에 중앙이 볼록하면서 상하로 오목한 "3"자 형태의 가이드면(15,17)을 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 현가장치의 로어아암 연결구조.
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