KR100911546B1 - 차량의 서스펜션 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠의 승강에 따른 변위를 흡수함과 아울러 조향운동에 대한 자유도를 확보하면서도 엔진룸 쪽의 공간을 침범하지 않도록 함으로써, 엔진룸의 보다 큰 공간확보가 가능하도록 하며, 스트럿 자체의 부피 및 중량 저감에 따른 차량의 경량화를 달성할 수 있도록 한다.

스트럿, 쇽업소버, 엔진룸

Description

차량의 서스펜션 구조{Suspension Structure of Vehicle}

본 발명은 차량의 서스펜션 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체에 대하여 휠의 상하방향 운동을 완충하도록 하면서 조향운동이 가능하도록 휠을 지지하는 전륜 스트럿의 구조에 관한 기술이다.

도 1은 종래의 일반적인 맥퍼슨 타입의 전륜 스트럿 구조를 설명한 도면이다. 스트럿(500)은 쇽업소버(502)와, 상기 쇽업소버(502)의 외측에 배치된 스프링(504)이 결합되어 이루어지며, 상기 쇽업소버(502)의 하단은 휠(506)의 너클(508)에 연결되고 상단은 차체(510)에 고정된다.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 스트럿(500)은 휠(506)의 상측으로 돌출되어 엔진룸(512) 쪽의 공간을 많이 차지하는 형상을 가지고 배치되어 있으며, 이와 같이 상기 스트럿(500)의 엔진룸(512) 쪽으로 돌출된 부분에서 주로 휠(506)의 승강에 따른 변위를 흡수하도록 되어 있다.

상기한 바와 같은 스트럿의 배치구조는 엔진룸의 공간을 크게 축소시키는 경향이 있고, 최근에는 점차 다양한 장치들이 엔진룸에 설치됨에 따라 엔진룸의 공간 확보의 측면에서 개선되어야 할 주요 문제점 중의 하나로 인식되어 왔으나, 휠의 승강에 따른 변위를 흡수함과 아울러 조향운동에 대한 자유도를 확보하면서도 엔진룸 쪽의 공간을 침범하지 않도록 하는 스트럿의 구조 및 배치에 대한 기술의 개발은 별다른 진전을 가져오지 못하고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 필요성에 의하여 안출된 것으로서, 휠의 승강에 따른 변위를 흡수함과 아울러 조향운동에 대한 자유도를 확보하면서도 엔진룸 쪽의 공간을 침범하지 않도록 함으로써, 엔진룸의 보다 큰 공간확보가 가능하도록 하며, 스트럿 자체의 부피 및 중량 저감에 따른 차량의 경량화를 달성할 수 있도록 한 차량의 서스펜션 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명 차량의 서스펜션 구조는
하단부가 너클에 고정되도록 상하 방향으로 신축 가능하게 휠의 내경부 내에 설치된 쇽업소버와;
상기 너클을 차체에 지지하는 로워암과;
상기 휠의 내주면 곡률에 따라 휘어진 단면을 가진 원호형 플레이트로 이루어져 상기 휠의 내경부 내에서 쇽업소버의 상단에 연결되는 스프링어퍼시트와;
상기 휠의 내경부 내에서 상기 스프링어퍼시트에 대향하도록 상기 너클에 고정되는 스프링로워시트와;
상기 스프링어퍼시트와 스프링로워시트 사이에서 양단이 각각 상기 스프링로워시트와 스프링어퍼시트에 고정되는 다수의 판스프링으로 이루어지되, 상기 판스프링은 휠의 전후 방향을 따라 상기 쇽업소버를 중심으로 양측에 서로 대칭되는 위치와 형상으로 배치되고, 상기 휠의 회전축 방향을 따른 관측시 상기 스프링어퍼시트와 스프링로워시트 사이를 연결하는 원호형 단면구조를 갖는 형상이며, 상기 휠의 전후방향을 따라 상기 쇽업소버로부터 멀어지는 방향으로 원호형으로 볼록한 부분이 배치되어, 판스프링의 변형에 의해 판스프링의 중앙부가 이동하는 방향이 휠의 전후 방향을 따르는 탄성부재와;
상기 스프링어퍼시트에 상대 회동 가능하게 결합되어 차체에 고정되는 스트럿지지암;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

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본 발명은 휠의 승강에 따른 변위를 흡수함과 아울러 조향운동에 대한 자유도를 확보하면서도 엔진룸 쪽의 공간을 침범하지 않도록 함으로써, 엔진룸의 보다 큰 공간확보가 가능하도록 하며, 스트럿 자체의 부피 및 중량 저감에 따른 차량의 경량화를 달성할 수 있도록 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예는 하단부가 너클(1)에 고정되도록 상하 방향으로 신축 가능하게 휠(3)의 내경부 내에 설치된 쇽업소버(5)와; 상기 휠(3)의 내경부 내에서 쇽업소버(5)의 상단에 연결되는 스프링어퍼시트(7)와; 상기 휠(3)의 내경부 내에서 상기 스프링어퍼시트(7)에 대향하도록 상기 너클(1)에 고정 되는 스프링로워시트(9)와; 상기 스프링어퍼시트(7)와 스프링로워시트(9) 사이에 설치된 탄성부재와; 상기 스프링어퍼시트(7)에 볼조인트로 결합되어 차체에 고정되는 스트럿지지암(11)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 휠(3)의 내경부란 휠(3)의 내주면과 휠(3)의 양쪽 개구부를 막는 수직면으로 둘러싸이는 공간 내부를 의미하는 것으로 사용되었다.
이때, 본 발명의 기술적 사상 측면에서의 구체적 의도는 도 2의 우측에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스트럿(13)이 휠(3)의 내부에 완전히 함몰되어 외부로 드러나지 않음을 한정하기 위한 것이므로, 상기 내경부는 이와 같은 취지에 부합하게 해석되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 상기 탄성부재는 양단이 각각 상기 스프링로워시트(9)와 스프링어퍼시트(7)에 고정되는 다수의 판스프링(15)으로 이루어지고, 상기 판스프링(15)은 휠(3)의 전후 방향을 따라 상기 쇽업소버(5)를 중심으로 양측에 서로 대칭되는 위치와 형상으로 배치된 구조이다.

물론, 상기 탄성부재로 코일스프링 등이 사용될 수도 있겠지만, 좁은 공간 내에서 충분한 변위에 걸쳐서 안정된 탄성력을 제공하기 위해서는 본 실시예와 같이 판스프링(15)을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기 판스프링(15)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 휠(3)의 회전축 방향을 따라 관측할 때, 상기 스프링어퍼시트(7)와 스프링로워시트(9) 사이를 연결하는 원호형 단면구조를 가지도록 형성되었으며, 상기 판스프링(15)의 원호형으로 볼록한 부분은 휠(3)의 전후방향을 따라 상기 쇽업소버(5)로부터 멀어지는 방향으로 볼록 하게 배치되어, 판스프링(15)의 변형에 의해 판스프링(15)의 중앙부가 이동하는 방향이 휠(3)의 전후 방향을 따르도록 되어 있다.

따라서, 상기 판스프링(15)의 변형에 의해 판스프링(15)이 휠(3)과 접촉될 가능성이 배제되게 된다. 즉, 도 5에서 알 수 있듯이 판스프링(15)이 변형되면서 판스프링(15)의 중앙부 위치가 변화하여도, 판스프링(15)과 휠(3)의 내주면과는 충분한 간격이 확보될 수 있어서 휠(3)과 접촉될 염려가 없어지는 것이다.

만약, 상기 판스프링(15)의 원호형으로 볼록한 부분이 휠(3)의 전후방향을 따르는 것이 아니라 이에 수직한 휠(3)의 회전축방향을 따라 상기 쇽업소버(5)로부터 멀어지는 방향으로 설치된다면, 판스프링(15)이 변형됨에 따라 판스프링(15)은 휠(3)에 설치되는 브레이크디스크 등의 다른 부품과의 간섭이 일어날 수도 있을 것이다.

또한, 판스프링(15)의 원호형으로 볼록한 부분이 쇽업소버(5)로부터 멀어지는 방향이 아니라 쇽업소버(5)를 향하여 돌출되는 방향으로 설치된다면, 판스프링(15)의 변형시에 쇽업소버(5)와 판스프링(15)의 간섭우려도 있을 것이다.

상기 스프링어퍼시트(7)는 휠(3)의 내주면 곡률에 따라 휘어진 단면을 가진 원호형 플레이트로 이루어지도록 하여 휠(3)의 내주면과의 간섭 가능성을 최소화하도록 하였다.

상기 판스프링(15)은 양단부가 후크 형상으로 형성되어 상기 스프링로워시트(9)와 스프링어퍼시트(7)를 각각 관통하여 고정되는 구조로 하였으나, 이외에도 상기 스프링로워시트(9)와 스프링어퍼시트(7)에 판스프링(15)의 단부가 각각 안정되게 고정된 상태를 형성할 수 있는 다른 구조도 가능할 것이다.

상기 스트럿지지암(11)은 일측이 차체에 대하여 모든 방향의 운동이 구속되도록 고정되는 다각형 플레이트의 형상으로 형성되고, 타측은 상기 다각형 플레이트 형상으로부터 연장되며, 휠(3)의 조향운동에 장애가 되지 않도록 단일의 로드 형상으로 형성되어 단부가 상기 스프링어퍼시트(7)와 볼조인트로 결합되는 구조로 하였다.

본 실시예에서는 도 4에서 확인할 수 있듯이, 상기 스트럿지지암(11)의 다각형 플레이트형상은 3각형으로 이루어지도록 하고, 상기 3각형의 내부에는 중량저감홀(17)이 형성되며, 상기 3각형의 차체측 한 변이 차체(19)에 모든 방향의 운동이 구속되도록 차체(19)에 고정되는 구조로 하였다.

물론, 상기 스프링어퍼시트(7)를 차체와 적절히 조화시키면 상기 스트럿지지암(11)을 사용하지 않고도 상기 스프링어퍼시트(7)를 차체에 지지할 수 있을 것이다.

한편, 상기 너클(1)의 하측에는 종래와 마찬가지로 너클(1)을 차체(19)에 대하여 승강 가능한 상태로 지지하도록 로워암(21)이 결합되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명 차량의 서스펜션 구조는 휠(3)의 상하 승강시 도 5에 도시된 바와 같은 거동을 보이게 된다.

도 5의 좌측은 휠(3)이 상대적으로 하강한 상태를 도시하고 있고 우측을 이에 대하여 상측으로 상승한 상태를 비교하여 도시하고 있는 바, 기본적으로 휠(3) 의 승강 전후 모든 과정에 있어서 본 발명의 스트럿(13)은 상기 휠(3)의 내경부 내에 위치한 상태를 유지한다.

휠(3)의 상승시 상기 스트럿(13)을 이루는 쇽업소버(5)는 수축되고 이와 함께 상기 판스프링(15)은 중앙부가 상기 쇽업소버(5)로부터 휠(3)의 전후방향을 따라 멀어지는 방향으로 이동하면서 변형되면서, 휠(3)로부터 차체(19)로 전달되는 충격을 흡수하고 진동을 감쇠시키게 된다.

도 6은 상기한 바와 같은 스트럿(13)이 장착된 휠(3)의 조향동작을 설명한 것으로서, 좌측은 우회전시의 상태를 도시하고 있으며, 우측은 좌회전시의 상태를 도시하고 있다.

도 6에서 확인할 수 있듯이 상기한 바와 같은 스트럿지지암(11)의 형상은 휠(3)의 조향 동작에 아무런 장애를 주지 않고 간섭하지 않도록 장착되므로, 운전자의 조향조작에 따른 휠(3)의 원활한 조향동작이 확보된다.

본 발명의 스트럿(13)을 사용하면, 상기한 바와 같이 기본적으로 스트럿(13)이 휠(3)의 내경부 내에 함몰된 상태를 유지하면서 휠(3)의 차체(19)에 대한 승강운동 및 조향동작이 원활하고 안정되게 수행될 수 있다.

따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 스트럿(13)이 엔진룸 쪽의 공간을 전혀 차지하지 않아서, 엔진룸의 공간을 종래 보다 크게 확보할 수 있도록 한다.

또한, 쇽업소버(5)와 판스프링(15)으로 이루어진 스트럿(13)이 휠(3)의 내경부 내에 설치되는 컴팩트한 구성으로 소형화 됨으로써 그 중량이 저감되므로, 차량의 중량 저감 및 연비 향상에 기여할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 스트럿의 설치상태를 설명한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 차량의 서스펜션 구조를 설명한 도면으로서 두 방향에서 관측한 상태를 함께 도시한 도면,

도 3은 본 발명 차량의 서스펜션 구조의 요부를 도시한 것으로서 휠의 회전축 방향을 따라 관측한 도면,

도 4는 도 2의 전륜 스트럿을 다른 방향에서 관측한 도면,

도 5는 휠의 승강에 따른 본 발명의 작용을 설명한 도면,

도 6은 본 발명이 적용된 휠의 조향동작을 설명하기 위해 차량의 상측에서 관측한 도면,

도 7은 본 발명의 전륜 스트럿에 의해 엔진룸 공간의 확대가 가능한 상태를 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 너클 3; 휠

5; 쇽업소버 7; 스프링어퍼시트

9; 스프링로워시트 11; 스트럿지지암

13; 스트럿 15; 판스프링

17; 중량저감홀 19; 차체

21; 로워암

Claims (8)

1. 하단부가 너클에 고정되도록 상하 방향으로 신축 가능하게 휠의 내경부 내에 설치된 쇽업소버와;

   상기 너클을 차체에 지지하는 로워암과;

   상기 휠의 내주면 곡률에 따라 휘어진 단면을 가진 원호형 플레이트로 이루어져 상기 휠의 내경부 내에서 쇽업소버의 상단에 연결되는 스프링어퍼시트와;

   상기 휠의 내경부 내에서 상기 스프링어퍼시트에 대향하도록 상기 너클에 고정되는 스프링로워시트와;

   상기 스프링어퍼시트와 스프링로워시트 사이에서 양단이 각각 상기 스프링로워시트와 스프링어퍼시트에 고정되는 다수의 판스프링으로 이루어지되, 상기 판스프링은 휠의 전후 방향을 따라 상기 쇽업소버를 중심으로 양측에 서로 대칭되는 위치와 형상으로 배치되고, 상기 휠의 회전축 방향을 따른 관측시 상기 스프링어퍼시트와 스프링로워시트 사이를 연결하는 원호형 단면구조를 갖는 형상이며, 상기 휠의 전후방향을 따라 상기 쇽업소버로부터 멀어지는 방향으로 원호형으로 볼록한 부분이 배치되어, 판스프링의 변형에 의해 판스프링의 중앙부가 이동하는 방향이 휠의 전후 방향을 따르는 탄성부재와;

   상기 스프링어퍼시트에 상대 회동 가능하게 결합되어 차체에 고정되는 스트럿지지암;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 서스펜션 구조.
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