KR100828762B1 - 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치 - Google Patents

전방 2축 차량의 판스프링 현가장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치에 관한 것으로서, 차체 프레임에 힌지 결합된 제 1 판스프링과 제 1 판스프링의 중앙부에 결합된 연결 수단을 통해 전1축 및 전2축이 상호 연결되고, 이에 따라 노면으로부터 전방 2축에 전달되는 하중이 동시에 제 1 판스프링으로 전달되어 판스프링의 부하가 감소되고 차체에 전달되는 충격 횟수가 감소함으로써, 차량의 승차감 및 내구성이 향상되는 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치를 제공한다.
전1축, 전2축, 제 1 판스프링, 연결 수단, 제 2 판스프링

Description

전방 2축 차량의 판스프링 현가장치{Plate Spring Suspension System for Front Double Axle Vehicle}
도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 전방 2축 차량의 현가장치 구조를 간략하게 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치의 구조를 간략하게 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치의 구조를 간략하게 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 바퀴 20: 판스프링
30: 전1축 40: 전2축
50: 프레임 60: 스프링 브래킷
70: 제 1 판스프링 80: 연결 수단
81: 제 2 판스프링
본 발명은 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 차체 프레임에 힌지 결합된 제 1 판스프링과 제 1 판스프링의 중앙부에 결합된 연결 수단을 통해 전1축 및 전2축이 상호 연결되고, 이에 따라 노면으로부터 전방 2축에 전달되는 하중이 동시에 제 1 판스프링으로 전달되어 판스프링의 부하가 감소되고 차체에 전달되는 충격 횟수가 감소함으로써, 차량의 승차감 및 내구성이 향상되는 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치에 관한 것이다.
차량에는 차체의 중량을 지지하면서 노면으로부터 진동 및 충격을 흡수하여 차체로 전달되는 것을 완화시킴으로써 승차감 및 주행 안정성을 확보하는 현가장치가 마련되어 있다.
이러한 현가장치 중 대형 차량에 이용되는 현가장치는 스프링 강판을 여러 겹 겹쳐서 고정시킨 판 스프링 방식이 주로 사용되는데, 각각 프레임과 차축에 판스프링이 결합되어 짐 적재에 따른 하중 및 노면으로부터의 충격을 완화하는 기능을 행한다.
상용차인 대형 트럭에서의 차축은 조향이 가능한 차량 앞쪽의 양측 바퀴 연결축인 전축과 동력을 전달하는 차량 뒤쪽의 양측 바퀴 연결축인 후축으로 구성되는데, 통상의 대형 트럭은 전축이 1개로 구성되는 것이 일반적이지만, 특수한 구동 형식을 갖는 대형 트럭은 조향이 가능한 전축이 2개로 구성된다.
도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 전방 2축 차량의 현가장치 구조를 간략하게 도시한 도면이다.
일반적으로 대형 차량의 현가장치는 양측의 바퀴(10)가 하나의 차축으로 연결되고 차축의 양측 상부에 판스프링(20)이 각각 결착되며, 판스프링(20)은 양끝단이 프레임(50)과 힌지 결합되어 바퀴로부터의 충격을 흡수하는 구조로서, 전1축(30)과 전2축(40)으로 구성된 전방 2축(30,40)은 각각 독립적인 현가장치를 구성한다.
판스프링(20)은 다수의 스프링 강판을 겹쳐 일체로 고정한 형태로서 양끝단이 둥글게 말아올려짐으로써 프레임(50)에 고정 부착된 스프링 브래킷(60)에 힌지 결합되는데, 전방 2축(30,40)에 대해 각각 판스프링(20)이 별도로 부착되므로 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 구성 부품들을 통해 각각 부착된다.
아래로 볼록하게 만곡된 형태의 판스프링(20)은 해당 길이가 길수록 처짐량이 커지므로 더욱 양호한 승차감을 발휘할 수 있으며, 또한 판스프링(20)의 탄성 효과가 최대로 발휘되기 위해서는 각각의 판스프링(20) 중앙부에 하중이 작용되어야 한다. 따라서, 전1축(30)과 전2축(40)의 양측 상부에는 각각 판스프링(20)의 중앙부가 결착되는 것이 일반적인데, 이러한 구조에 따라 승차감 향상을 위해 각 판스프링(20)의 길이를 길게하는 경우 전방 2축(30,40) 상호 간의 거리 또한 증가하게 된다. 이와 같은 경우, 각 판스프링(20)의 길이가 길어짐에 따라 각 판스프링(20)에 의한 충격 완화 효과가 증가되어 부분적으로 승차감 향상 효과가 발생할 수 있으나, 전방 2축(30,40)의 이격 거리가 증가함에 따라 노면으로부터 전달되는 충격에 대해 시간적인 간격을 두고 차량에 진동이 발생하게 됨으로써 오히려 승차감을 저해하게 된다.
이러한 이유에 따라 조향이 가능한 전1축(30)과 전2축(40)은 구조상 상호 소정거리 이상 이격되지 않게 장착되는 것이 일반적이므로 각각의 판스프링(20)은 상호 간섭되지 않도록 길이의 확장에 제약이 따른다. 즉, 각 판스프링(20)의 길이가 전방 2축(30,40) 간의 거리만큼을 한계로 하여 그 이상의 길이로 형성될 수 없게 된다.
다만, 도 1에 점선으로 도시된 바와 같이 승차감 향상을 위하여 각 판스프링(20)의 길이를 전방 2축(30,40) 간의 거리보다 크게 형성하고, 전1축(30)과 전2축(40)에 대한 각 판스프링(20)의 조립 위치를 판스프링(20)의 중앙부가 아닌 일측에 치우친 지점으로 하여 조립할 수는 있으나, 이러한 경우에는 판스프링(20)의 탄성 효과가 최대로 발휘되지 못하고 판스프링(20)의 소성 변형이 발생되어 오히려 차량의 승차감이 저해된다.
또한, 위에서 설명한 바와 같이 전방 2축(30,40)에 각각 판스프링(20)이 장착된 구조에서는 차량의 주행중 요철이 형성된 노면을 통과할 때 노면으로부터 전달되는 충격이 전1축(30)과 전2축(40)에 동시에 전달되지 않고 각각 하나씩 순차적으로 전달되므로 각 판스프링(20)은 노면으로부터의 하중을 순차적으로 모두 전달받게 되어 각 판스프링(20)에 부하가 많이 걸림으로써 판스프링(20) 및 기타 부품들의 내구성이 저하되는 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 차체 프 레임에 힌지 결합된 제 1 판스프링과 제 1 판스프링의 중앙부에 결합된 연결 수단을 통해 전1축 및 전2축이 상호 연결되고, 이에 따라 노면으로부터 전방 2축에 전달되는 하중이 동시에 제 1 판스프링으로 전달되어 판스프링의 부하가 감소되고 차체에 전달되는 충격 횟수가 감소함으로써, 차량의 승차감 및 내구성이 향상된 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 양 끝단이 차체 프레임에 힌지 결합된 제 1 판스프링; 및 양 끝단이 각각 전1축 및 전2축에 결합된 연결 수단을 포함하고, 상기 연결 수단은 상기 제 1 판스프링의 중앙부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치를 제공한다.
이때, 상기 연결 수단은 상부로 볼록하게 만곡진 제 2 판스프링으로 하고, 상기 제 1 판스프링의 길이는 상기 전1축과 상기 전2축 간의 이격 거리보다 더 크게 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치의 구조를 간략하게 도시한 도면이다.
본 발명은 양측의 바퀴를 연결하는 조향 가능한 차축이 차체의 전방으로부터 순차적으로 전1축(30)과 전2축(40) 2개 구비된 대형 차량에 있어서, 상기 전방 2축(30,40)에 대한 현가장치로서, 전방 2축(30,40) 각각에 대한 독립적인 현가장치 구조가 아니라 전방 2축(30,40)에 동시에 작용하는 현가장치 구조이다.
차체의 프레임(50)에 힌지 결합된 제 1 판스프링(70)과 중앙부가 제 1 판스프링(70)에 연결되고 양끝단이 전1축(30)과 전2축(40)에 연결되는 연결 수단(80)으로 구성되는데, 이에 따라 전1축(30) 및 전2축(40)에 작용하는 하중은 모두 제 1 판스프링(70)으로 전달된다.
제 1 판스프링(70)은 다수의 스프링 강판을 겹쳐 일체로 고정한 형태로서 양끝단이 둥글게 말아올려짐으로써 프레임(50)에 고정 부착된 스프링 브래킷(60)에 힌지 결합된다. 이러한 힌지 결합 구조에 따라 제 1 판스프링(70)의 양측 끝단에서는 수직 방향의 반력 만이 작용하고 수평 방향 및 모멘트 반력이 작용하지 않으므로 승차감이 향상된다.
제 1 판스프링(70)은 다수의 스프링 강판이 겹쳐진 형태로서 탄성력이 발휘될 수 있도록 하부로 볼록하게 만곡진 형태로 형성된다. 따라서, 하부에서 상부측으로 하중이 가해지면 스프링의 만곡진 형상에 따라 탄성력이 발휘된다. 이때, 제 1 판스프링(70)이 최대의 탄성 효과를 발휘하며 동작하기 위해서는 구조 특성상 제 1 판스프링(70) 중앙부의 최대 볼록 부위에 하중이 가해지는 경우이다. 따라서, 이 러한 제 1 판스프링(70)의 구조 특성에 적합하도록 전1축(30)과 전2축(40)을 연결하는 연결 수단(80)은 제 1 판스프링(70)의 중앙부에 하부측으로 결합된다.
이와 같이 연결 수단(80)은 제 1 판스프링(70)에 결합되며 동시에 전1축(30)과 전2축(40)을 연결하는 수단으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 전1축(30)과 전2축(40)에 대한 하중의 균형을 위해 연결 수단(80)의 중앙부가 제 1 판스프링(70)의 중앙부에 연결되도록 하는 것이 바람직하며, 각각에 대한 결합 방식은 힌지 결합 또는 볼팅 결합 등 다양하게 구성될 수 있을 것이다.
이러한 전방 2축 현가장치 구조에 따른 현가장치의 동작 상태를 살펴보면, 전방 2축(30,40)에 전달되는 하중에 대해 각각 독립적으로 작용하는 판스프링이 장착되는 것이 아니므로 전방 2축(30,40)에 대한 하중은 연결 수단(80)에 의해 동시에 제 1 판스프링(70)으로 전달된다.
따라서, 차량이 요철이 형성된 노면을 통과하는 경우에 전1축(30) 및 전2축(40)에 전달되는 노면으로부터의 하중이 제 1 판스프링(70)에 동시에 연속적으로 전달되기 때문에 차체에 전달되는 진동은 전방 2축(30,40)에 대한 2회의 진동이 아니라 1회 진동의 형태로 차체에 전달된다. 즉, 노면 상태에 따른 차체 진동의 형태가 전방 2축(30,40)에 대한 독립적인 현가장치와 비교해서 주파수가 길어진 형태로 나타나게 되므로 차량의 운전자 및 승객이 느끼는 차체 진동의 횟수가 줄어들어 차량의 승차감이 향상된다.
또한, 전방 2축(30,40)에 대해 제 1 판스프링(70) 하나 만이 차체 프레임(50)에 장착되므로 제 1 판스프링(70)의 길이를 길게 할 수 있으며, 판스프링의 길이가 길수록 처짐량 및 탄성 효과가 증가하여 승차감이 향상된다. 이러한 이유로 제 1 판스프링(70)의 길이는 도 2에 도시된 바와 같이 전방 2축(30,40) 상호 간의 이격 거리보다 더 크게 하는 것이 바람직하다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 현가장치는 종래 기술과 비교하여 차체 프레임(50)에 장착된 판스프링의 개수가 감소된 구조이므로 판스프링 조립 작업에 대해 전체적인 공정상 시간 단축의 효과가 발생하고 조립 공간의 효율적인 활용이 가능해지는 구조이다. 또한, 판스프링의 크기가 증가하여 판스프링 자체의 강도가 증가하고 상기한 바와 같이 판스프링에 대한 진동의 횟수가 감소함으로써, 판스프링 및 기타 부품의 내구성이 향상되는 구조이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치의 구조를 간략하게 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 연결 수단(80)은 제 2 판스프링(81)으로 형성되어 연결 수단(80) 자체에서 탄성력이 발휘되어 노면으로부터의 하중을 완화하는 구조로서, 제 1 판스프링(70)에 의한 충격 완화 효과와 함께 연결 수단(80)에 의해서도 충격 완화 효과가 발생될 수 있도록 제 2 판스프링(81)으로 구성되는 것이 바람직하다.
제 2 판스프링(81)은 양끝단이 전1축(30) 및 전2축(40)에 각각 연결되고 상부로 볼록하게 만곡진 형태의 판스프링으로서, 중앙부의 최대 볼록 부위가 제 1 판스프링(70)의 중앙부와 결합되도록 구비되는 것이 바람직하다. 따라서, 제 2 판스프링(81)은 양끝단에서 전방 2축(30,40)에 의해 상부측으로 수직 방향 하중이 작용 하는데, 이 하중은 제 2 판스프링(81)의 탄성력에 의해 1차적으로 완화되며, 제 1 판스프링(70)과 결합된 중앙부를 통해 제 1 판스프링(70)에 전달되며 재차 완화된다.
결론적으로 본 발명에 따른 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치는 차체 프레임(50)에 힌지 결합된 제 1 판스프링(70)과 이에 결합되고 전방 2축(30,40)에 연결된 제 2 판스프링(81)에 의해, 전1축(30) 및 전2축(40)으로부터 전달되는 하중이 동시에 제 1 및 제 2 판스프링(81)의 탄성력에 의해 완화되는 구조이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차체 프레임에 힌지 결합된 제 1 판스프링과 제 1 판스프링의 중앙부에 결합된 연결 수단을 통해 전1축 및 전2축이 상호 연결되고, 이에 따라 노면으로부터 전방 2축에 전달되는 하중이 동시에 제 1 판스프링으로 전달되어 판스프링의 부하가 감소되고 차체에 전달되는 충격 횟수가 감소함으로써, 차량의 승차감 및 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 양 끝단이 차체 프레임에 힌지 결합된 제 1 판스프링; 및
    양 끝단이 각각 전1축 및 전2축에 결합된 연결 수단
    을 포함하고, 상기 연결 수단의 중앙부가 상기 제 1 판스프링의 중앙부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 상부로 볼록하게 만곡진 제 2 판스프링인 것을 특징으로 하는 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 판스프링의 길이는 상기 전1축과 상기 전2축 간의 이격 거리보다 더 큰 것을 특징으로 하는 전방 2축 차량의 판스프링 현가장치.
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