KR100946508B1 - 롤 댐핑 조절 기능을 갖는 차량용 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤 댐핑 조절 기능을 갖는 차량용 현가장치에 관한 것으로, 롤 속도 차이에 따라 스테빌라이저 바의 롤 댐핑력을 적절하게 가변시켜 차량 성능을 항상 안정적으로 유지할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 현가장치를 이루면서 차량 자세 변화에 따른 비틀림을 발생해 차체의 롤링을 제어하도록 양쪽 차륜부위로 구비된 각 로어아암(L)부위로 양단이 고정되면서 서브프레임부위에 부싱(2)을 매개로 고정되어져 차폭을 가로지르는 스테빌라이저바(1)와,

상기 스테빌라이저바(1)에 급격하면서도 과도한 롤 속도가 생성될 때 원심력에 의한 마찰을 이용해 댐핑(Damping)을 발생시켜 롤 속도를 저하시키도록 스테빌라이저바(1)의 중간부위에서 장착된 롤 댐핑가변수단(3)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

롤 댐핑 조절 기능을 갖는 차량용 현가장치{Suspension having roll damping control function in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 롤 댐핑 조절 기능을 갖는 차량용 현가장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 롤 댐핑가변수단의 작동 상태도

도 3은 본 발명에 따른 롤 댐핑가변수단을 통한 롤 토크 특성 선도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스테빌라이저 바 2 : 부싱

3 : 롤 댐핑가변수단 4 : 마찰디스크

5 : 고정부재 6 : 조절부재

7 : 플렉시블연결부재 8 : 마찰패드

C : 간극 Cf : 원심력

F : 마찰력 L : 로어암

N : 너클 St : 쇽업소버

본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤 거동 상황에 따라 스테빌라이저 바의 댐핑 특성도 함께 변화되어 안정적인 롤 거동을 구현 할 수 있도록 된 롤 댐핑 조절 기능을 갖는 차량용 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 주행중 차량이 노면의 불균일로부터 소음을 수반하는 진동을 받게 되면서 차체가 흔들리는 현상을 방지하는 현가장치는 스프링과 쇽업소버(Shock Absober) 및 스테빌라이져 바 등으로 구성되어, 대체로 스프링상수와 댐핑력 및 차고조종의 3가지 기능을 주로 하면서 차량의 승차감과 안정성을 개선하는 역할을 한다.

또한, 이러한 현가장치는 도로노면의 상태와 차량의 현재속력 등의 주행조건에 따라 차고의 조정 또는 감쇠력의 조정이 가능하도록 구성되고, 이에 따라 차량의 승차감과 조정안정성을 최적의 상태로 유지시킬 수 있도록 하고 있다.

그리고, 차량의 선회시에는 원심력을 차체의 하중이 쏠리게 되면서 기울어지게 되는 현상을 방지해 차체의 평형을 유지토록 하는 일종의 토션바의 역할을 하는 스태빌라이저(STABILIZER)바가 설치되는데, 이러한 스테빌라이저바는 중실 바나 중공 타입으로서 재료의 회전강성을 이용하여 좌·우 차륜의 상대 변위를 억제하는데 즉, 양쪽 차륜이 동시에 상승/하강할 경우에는 작동하지 않다가 좌우륜이 반대방향으로 움직일 때(차가 회전할 때) 비틀리면서 좌·우 차륜의 상대 변위를 줄여 차량 자세를 안정시키며 차량 구동력 및 회전력을 향상시켜 주게 된다.

이때, 상기 스테빌라이저 바는 선회시나 대향된 차륜의 높이가 연속적으로 상이하게 되면서 발생되는 롤링(ROLLING)에 대항해 차체를 안정시키려는 비틀림 힘 을 발생시킬 때, 상기 스테빌라이저 바를 감싸면서 차체에 고정되는 마운팅 장치가 스테빌라이저 바를 잡아주는 기능을 해 차량의 롤링 현상이 악화되는 것을 방지하게 됨은 물론이다.

그러나, 이와 같은 스테빌라이저 바는 안정성을 위해서는 롤 댐핑(Roll Damping)이 작아 빠른 응답특성을 구현하는 작은 롤 거동에 비해 급격히 큰 롤 거동이 발생되는 상황에서는 롤 댐핑 특성을 크게 해 롤 거동을 약화시켜주어야 하지만, 상기 스테빌라이저 바는 전적으로 스프링 특성만 가지고 있어 롤 거동에 따른 구현되어야 할 댐핑(Damping)특성이 적정하지 않음으로 인해 차량의 롤 속도 정도에 따라 운전자가 느끼는 차량 성능에 큰 영향을 주는 현상이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 롤 속도 차이에 따라 스테빌라이저 바의 롤 댐핑력을 적절하게 가변시켜 차량 성능을 항상 안정적으로 유지할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체 선회에 따른 비틀림을 발생하는 스테빌라이저바의 급격하고 과도한 롤속도 발생시, 상기 스테빌라이저바의 롤속도를 저하시키는 댐핑을 발생시키도록 상기 스테빌라이저바에 장착된 롤 댐핑가변수단을 갖춘 차량용 현가장치에 있어서,
상기 롤댐핑가변수단은 스테빌라이저바에 고정되면서 일측이 개방된 빈 공간을 형성한 마찰디스크와, 상기 스테빌라이저바의 중간부위에서 조절부재를 매개로 스테빌라이저바상의 고정 위치를 변경하는 고정부재, 상기 고정부재에 일단이 고정되면서 타단은 마찰디스크내부로 위치되어 롤링에 의해 발생되는 원심력을 통해 마찰디스크에 접촉되도록 벌어지는 플렉시블연결부재 및 원심력에 의해 벌어지는 플렉시블연결부재의 끝단에 부착되어 마찰디스크의 내면으로 접촉되어 스테빌라이저바의 롤 속도를 저하시키는 마찰력을 발생하는 마찰패드로 이루어진 것을 특징으로 한다.

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이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 롤 댐핑 조절 기능을 갖는 차량용 현가장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 노면 주행시 발생되는 충격을 흡수하도록 차륜에 장착된 너클(N)부위와 차체부위로 장착되는 쇽업소버(St)와, 상기 너클(N)부위에 일단이 결합되면서 타단이 서브프레임부위로 장착되는 로어아암(L), 차체 선회시 비틀림을 발생하도록 양쪽 차륜부위로 구비된 각 로어아암(L)부위로 양단이 고정되면서 서브프레임부위에 부싱(2)을 매개로 고정되어져 차폭을 가로지르는 스테빌라이저바(1) 및 상기 스테빌라이저바(1)에 급격하면서도 과도한 롤 속도가 생성될 때 원심력에 의한 마찰을 이용해 댐핑(Damping)을 발생시켜 롤 속도를 저하시키도록 스테빌라이저바(1)의 중간부위에서 장착된 롤 댐핑가변수단(3)으로 구성된다.

여기서, 상기 롤 댐핑가변수단(3)은 스테빌라이저바(1)에 고정되면서 컵(Cup)형상으로 점진적으로 확장되는 일측을 개방시킨 빈 공간을 형성한 마찰디스크(4)와, 상기 스테빌라이저바(1)의 중간부위에서 스크류(Screw) 타입의 조절부재(6)를 매개로 스테빌라이저바(1)상의 고정 위치를 변경하는 고정부재(5), 상기 고정부재(5)에 일단이 고정되면서 타단은 마찰디스크(4)내부로 위치되어 롤링에 의해 발생되는 원심력을 통해 마찰디스크(4)에 접촉되도록 벌어지는 유연한 재질로 이루어진 플렉시블연결부재(7) 및 원심력에 의해 벌어지는 플렉시블연결부재(7)의 끝단에 부착되어 마찰디스크(4)의 내면으로 접촉되어 스테빌라이저바(1)의 롤 속도를 저하시키는 마찰력을 발생하는 마찰패드(8)로 이루어진다.

이때, 상기 마찰패드(8)는 스테빌라이저바(1)에 발생되는 비틀림(Torsion)에 의한 원심력 작용시 밖으로 나가려는 힘을 크게 받도록 중량이 부여되는데, 이와 같은 상기 마찰패드(8)에 부여된 중량은 플렉시블연결부재(7)의 유연성을 저하 즉, 상기 마찰패드 중량만으로 플렉시블연결부재(7)가 휘어지지 않는 정도임은 물론이다.

또한, 상기 마찰디스크(4)와 마찰패드(8)의 초기 설정 간극(C)은 스테빌라이저바(1)에 발생되는 비틀림(Torsion)에 의한 원심력 작용시 서로간에 접촉될 수 있는 간격으로서, 이는 차량의 주행 상태 변화에 따라 상기 스테빌라이저바(1)에 발생되는 비틀림(Torsion)에 의한 원심력 크기에 대한 측정을 통해 설정되어짐 은 물론이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 차량의 급격한 자세 변화나 급 커브길의 선회에 따라 스테빌라이 저바(1)에 발생되는 비틀림이 크게 되면서 동시에 롤 속도도 크게 발생되는 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 스테빌라이저바(1)에 장착된 롤 댐핑가변수단(3)이 작용해 스테빌라이저바(1)의 비틀림에 대한 롤 속도를 저하시키도록 마찰력을 발생시켜 주게 된다.

즉, 상기 스테빌라이저바(1)의 비틀림에 따라 스테빌라이저바(1)에 원심력(Cf)이 작용하는데, 상기 원심력(Cf)은 롤 댐핑가변수단(3)을 이루는 플렉시블연결부재(7)의 끝단에 부착된 마찰패드(8)에 집중적으로 작용하게 되고, 이로 인해 상기 마찰패드(8)는 자체 중량과 원심력(Cf)의 작용으로 인해 바깥쪽으로 벌어지는 힘을 발생해 플렉시블연결부재(7)의 끝단을 벌어지게 한다.

이어, 상기 플렉시블연결부재(7)의 끝단을 벌리면서 바깥쪽으로 이동하는 마찰패드(8)는 마찰디스크(4)사이의 간극(C)을 없애면서 마찰디스크(4)에 접촉되고, 이에 따라 상기 마찰패드(8)와 마찰디스크(4)사이에서 발생되는 마찰력(F)이 스테빌라이저바(1)의 비틀림을 약화시키도록 작용함에 따라 스테빌라이저바(1)의 롤 속도가 저하되어지게 된다.

이에 따라, 상기 스테빌라이저바(1)가 갖는 롤 특성은 도 3에 도시된 바와 같이 변하게 되는데 즉, 상기 스테빌라이저바(1)만을 고려할 경우 롤 속도가 롤 속도 축을 따라 증가되는 반면, 상기 스테빌라이저바(1)에 롤 댐핑가변수단(3)이 장착되는 경우에는 롤 속도가 롤 속도축과 롤 모우멘트 축이 서로 비 선형 상관 관계를 갖고 작용하게 됨 을 알 수 있게 된다.

한편, 상기 스테빌라이저바(1)가 갖는 롤 속도축과 롤 모우멘트 축의 상관도 를 변경하고자 하는 경우에는 스테빌라이저바(1)에 장착된 롤 댐핑가변수단(3)의 위치를 조정하여 달성되는데 즉, 상기 롤 댐핑가변수단(3)을 이루는 고정부재(5)의 스테빌라이저바(1)상 고정 위치를 변경하여 조정하게 된다.

이는, 상기 고정부재(5)를 스테빌라이저바(1)상에 고정하는 스크류인 조절부재(6)를 풀어 준 다음, 상기 고정부재(5)를 스테빌라이저바(1)상에서 원하는 위치로 이동한 후 다시 조절부재(6)를 조여주게 되면, 상기 고정부재(5)의 스테빌라이저바(1)상 고정 위치를 변경해주게 되고, 이에 따라 상기 스테빌라이저바(1)가 갖는 롤 속도축과 롤 모우멘트 축의 상관도를 적절히 변경해주게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 스테빌라이저바의 비틀림에 따라 발생되는 원심력을 통해 스테빌라이저바의 비틀림 방향에 반하는 마찰력을 발생시켜 급격한 롤 거동을 저하시켜 주므로 안정성 저하를 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 스테빌라이저바의 비틀림 정도에 비례하여 발생되는 원심력과 마찰력에 의한 댐핑력을 통해 스테빌라이저바의 비틀림을 약화시켜 주므로 조향휠의 조향 특성도 향상해 줄 수 있는 효과가 있게 됨은 물론이다.

Claims (5)

1. 차체 선회시 비틀림을 발생하는 스테빌라이저바(1)의 급격하고 과도한 롤속도 발생시, 상기 스테빌라이저바(1)의 롤속도를 저하시키는 댐핑을 발생시키도록 상기 스테빌라이저바(1)에 장착된 롤댐핑가변수단(3)을 갖춘 차량용 현가장치에 있어서,

   상기 롤댐핑가변수단(3)은 스테빌라이저바(1)에 고정되면서 일측이 개방된 빈 공간을 형성한 마찰디스크(4)와, 상기 스테빌라이저바(1)의 중간부위에서 조절부재(6)를 매개로 스테빌라이저바(1)상의 고정 위치를 변경하는 고정부재(5), 상기 고정부재(5)에 일단이 고정되면서 타단은 마찰디스크(4)내부로 위치되어 롤링에 의해 발생되는 원심력을 통해 마찰디스크(4)에 접촉되도록 벌어지는 플렉시블연결부재(7) 및 원심력에 의해 벌어지는 플렉시블연결부재(7)의 끝단에 부착되어 마찰디스크(4)의 내면으로 접촉되어 스테빌라이저바(1)의 롤 속도를 저하시키는 마찰력을 발생하는 마찰패드(8)로 이루어진 것을 특징으로 하는 롤 댐핑 조절 기능을 갖는 차량용 현가장치..
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3. 제 1항에 있어서, 상기 마찰디스크(4)는 개방되는 부위로 점진적으로 확장되는 컵형상을 이루는 것을 특징으로 하는 롤 댐핑 조절 기능을 갖는 차량용 현가장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 조절부재(6)는 스크류 타입인 것을 특징으로 하는 롤 댐핑 조절 기능을 갖는 차량용 현가장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 플렉시블연결부재(7)는 발생된 원심력을 통해 용이하게 벌어지도록 유연한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 롤 댐핑 조절 기능을 갖는 차량용 현가장치.

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