KR101154572B1 - 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직진 주행시 차륜의 캠버각과 트레드의 변화를 최소화하고, 선회 주행시 차량의 롤 상태에 따라 대지 캠버를 최소화함으로써, 직진 및 선회시 주행의 안정성을 동시에 만족시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 차륜을 장착하는 너클과; 상기 너클의 상측부와 차체 사이를 연결하는 어퍼 아암; 상기 어퍼 아암의 차체측 마운팅 부위를 양측 선단에 결합하고, 상기 차체에 횡방향으로 이동 가능하게 설치되는 연결 링크부재; 상기 너클의 하측부와 상기 차체 사이를 연결하는 로어 아암; 상기 어퍼 아암과 상기 로어 아암 사이에서 상기 너클로부터 상기 차체를 향해 횡방향으로 일체로 돌출된 슬라이더; 상기 슬라이더에 양측 선단부위가 이동 가능하게 결합되어, 상기 좌/우측 차륜이 반대로 범프 및 리바운드 될 때에는 상기 슬라이더의 상하 변위를 구속하고, 상기 좌/우측 차륜이 동시에 범프 및 리바운드 될 때에는 상기 슬라이더의 상하 변위를 허용하는 크로스 바아 및; 상기 크로스 바아의 중간 부위를 상기 차체에 회전 가능하게 지지하는 회전 조인트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치{suspension system with stability of straight and turning drive}

도 1과 도 2는 각각 종래 현가장치의 일례를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치의 구성을 도시한 정면도.

도 4는 도 3의 평면도.

도 5는 도 3에 도시된 현가장치의 범프시 거동 자세의 변화를 도시한 도면.

도 6은 도 3에 도시된 현가장치의 롤 운동시 거동 자세의 변화를 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-너클 12-어퍼 아암

14-연결 링크부재 16-로어 아암

18-슬라이더 20-크로스 바아

22-회전 조인트

본 발명은 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직진 및 선회 주행시에 차륜의 캠버각과 트레드의 변화를 각각 줄일 수 있도록 하여 직진 및 선회시 주행의 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 현가장치는 직진 주행중 범프 및 리바운드시 차륜의 캠버각의 변화가 작을수록 주행의 안정성에 유리하고, 선회 주행시에는 타이어와 노면 사이의 접지 면적에 해당하는 트레드(tread)가 클수록 접지 면적의 확대에 따른 코너링 포스(cornering force)가 커져 선회의 안정성에 유리한 실정이다.

그런데, 종래 자동차의 현가장치에 있어 직진 및 선회 주행중 캠버각과 트레드의 변화는 각각 상반된 양상을 나타내고 있는 바, 예컨대, 직진 주행중 범프 및 리바운드시 차륜의 캠버각의 변화가 작은 현가장치에서는 선회 주행시 트레드의 변화가 커져 선회의 안정성이 저하되는 문제가 있었고, 선회 주행시 트레드의 변화가 작은 현가장치에서는 직진 주행중 범프 및 리바운드시 차륜의 캠버각의 변화가 커져 주행의 안정성이 저하되는 문제가 있었다.

즉, 도 1에 도시된 종래 현가장치의 경우에는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 직진 주행중 범프 및 리바운드시 캠버각과 트레드의 변화를 최소화할 수 있어 주행의 안정성이 향상되는 장점이 있는 반면에, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 선회 주행시에는 선회 외측의 차륜의 캠버각이 차량의 롤각 만큼 과도하게 증가되어 트레드가 감소되므로, 코너링 포스가 저하되는 문제가 있었다.

또한, 도 2에 도시된 종래 현가장치의 경우에는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 직진 주행중 범프 및 리바운드시 캠버각과 트레드의 변화가 커져 직진 주행의 안정성이 저하되는 단점이 있는 반면에, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 선회 주행시에는 선회 외측에 위치한 차륜의 캠버각의 변화가 감소되어 트레드가 증가되므로, 코너링 포스가 증가되는 장점이 있게 된다.

따라서, 종래 자동차의 현가장치에서는 직진 및 선회 주행시 차륜의 캠버각과 트레드의 변화를 각각 동시에 줄일 수 없기 때문에 직진 및 선회시 주행의 안정성을 동시에 만족시킬 수 없다는 문제가 있어 왔다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 직진 주행시 차륜의 캠버각과 트레드의 변화를 최소화하고, 선회 주행시 차량의 롤 상태에 따라 대지 캠버를 최소화함으로써, 직진 및 선회시 주행의 안정성을 동시에 만족시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜을 장착하는 너클과;

상기 너클의 상측부와 차체 사이를 연결하는 어퍼 아암;

상기 어퍼 아암의 차체측 마운팅 부위를 양측 선단에 결합하고, 상기 차체에 횡방향으로 이동 가능하게 설치되는 연결 링크부재;

상기 너클의 하측부와 상기 차체 사이를 연결하는 로어 아암;

상기 어퍼 아암과 상기 로어 아암 사이에서 상기 너클로부터 상기 차체를 향해 횡방향으로 일체로 돌출된 슬라이더;

상기 슬라이더에 양측 선단부위가 이동 가능하게 결합되어, 상기 좌/우측 차륜이 반대로 범프 및 리바운드 될 때에는 상기 슬라이더의 상하 변위를 구속하고, 상기 좌/우측 차륜이 동시에 범프 및 리바운드 될 때에는 상기 슬라이더의 상하 변위를 허용하는 크로스 바아 및;

상기 크로스 바아의 중간 부위를 상기 차체에 회전 가능하게 지지하는 회전 조인트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 너클(10)은 차체(B)의 좌/우측에 각각 배치되어 좌/우측 차륜(W)을 각각 장착하고, 어퍼 아암(12)은 상기 좌/우측 너클(10)의 상측부와 상기 차체(B) 사이를 각각 연결하며, 연결 링크부재(14)는 상기 어퍼 아암(12)의 차체측 마운팅 부위(M)를 양측 선단에 결합하면서 상기 차체(B)에 횡방향으로 이동 가능하게 설치된다.

이 경우, 상기 어퍼 아암(12)의 차체측 마운팅 부위(M)와 상기 연결 링크부재(14)는 동축상에 위치하도록 배치된다.

로어 아암(16)은 상기 너클(10)의 하측부와 상기 차체(B) 사이를 연결하고, 슬라이더(18)는 상기 어퍼 아암(12)과 상기 로어 아암(16) 사이에서 상기 너클(10) 로부터 상기 차체(B)를 향해 횡방향으로 일체로 돌출되게 형성된다.

이 경우, 상기 슬라이더(18)는 상기 너클(10)로부터 상기 차체(B)를 향해 돌출된 대략 "ㄷ"자 단면의 찬넬 형태인 한 쌍의 가이드 플레이트(18a)로 이루어지고, 상기 한 쌍의 가이드 플레이트(18a) 사이에는 상기 크로스 바아(20)의 양측 선단부위를 끼워 고정함과 더불어 이를 이동 가능하게 결합하는 가이드 슬롯(18b)이 형성된다.

상기 가이드 슬롯(18b)의 형성 방향은 상기 가이드 플레이트(18a)의 길이 방향을 따라 설정됨은 물론이다.

크로스 바아(20)는 상기 슬라이더(18)에 양측 선단부위가 이동 가능하게 결합되어, 상기 좌/우측 차륜(W)이 반대로 범프 및 리바운드 될 때에는 상기 슬라이더(18)의 상하 변위를 구속하고, 상기 좌/우측 차륜(W)이 동시에 범프 및 리바운드 될 때에는 상기 슬라이더(18)의 상하 변위를 허용하도록 설치된다.

이 경우, 상기 크로스 바아(20)는 상기 슬라이더(18)에 이동 가능하게 결합되는 양측 선단의 연결부(20a)와, 상기 연결부(20a)로부터 직각 방향으로 절곡되어 상기 연결부(20a) 사이를 일체로 연결하는 지지부(20b)를 갖추고 있다.

또한, 상기 크로스 바아(20)의 양측 선단에는 상기 가이드 슬롯(18b)에 삽입되어 이탈을 억제하기 위한 걸림부(20c)가 일체로 구비되어 있다.

즉, 상기 걸림부(20c)는 상기 크로스 바아(20)의 단면 보다 크게 형성되고, 상기 가이드 슬롯(18b)의 폭은 상기 크로스 바아(20)의 단면 크기보다 크게 설정되고, 상기 가이드 슬롯(18b)의 폭은 상기 걸림부(20c)의 크기 보다 작게 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 크로스 바아(20)의 너클(10)쪽 연결 부위는 차륜(W)의 수직력이 가해지는 축으로부터 차체(B)의 내측으로 충분한 거리(d)를 두고 떨어진 곳에 설정된다.

회전 조인트(22)는 상기 크로스 바아(20)의 중간 부위를 상기 차체(B)에 회전 가능하게 지지한다.

이 경우, 상기 회전 조인트(22)는 상기 차체(B)에 일단부가 고정되고, 타단부에 상기 크로스 바아(20)의 중간측 상기 지지부(20b)를 내부에 관통하는 개구부(22a)를 형성하고, 상기 개구부(22a)에는 상기 지지부(20b)의 외주면과의 축방향 및 원주방향으로의 마찰을 각각 줄이기 위한 메탈부시(22b)가 설치된다.

또한, 상기 회전 조인트(22)는 상기 차체(B)의 전/후단부에서 각각 전/후방을 향해 돌출되도록 형성되어, 상기 크로스 바아(20)의 지지부(20b)와 상기 차체(B) 사이의 간섭을 회피할 수 있도록 되어 있다.

이하, 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.

먼저, 주행중 좌/우측 차륜(W)이 동시에 범프할 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 크로스 바아(20)에는 아무런 힘이 걸리지 않게 되고, 상기 크로스 바아(20)는 상기 회전 조인트(22)에 대해 자체적으로 회전만 하게 된다.

이때, 상기 어퍼 아암(12)에는 현가장치에 구비된 스프링 부재에 의한 반력만이 작용하게 되고, 이 반력은 좌/우 모두에 동시 작용하게 되므로 상기 좌/우측 어퍼 아암(12)의 차체측 마운팅 부위(M)에 연결된 상기 연결 링크부재(14)는 움직이지 않게 된다.

이 경우, 대차 캠버각의 변화가 없게 되고, 차체(B)도 롤을 하지 않은 상태이므로, 대지 캠버각도 거의 "0"에 가까운 상태로 유지된다.

이 결과, 상기 차륜(W)의 캠버각과 트레드에는 아무런 변화가 없게 되어 직진시 주행의 안정성이 확보될 수 있게 된다.

한편, 주행중 좌/우측 차륜(W)이 동시에 리바운드할 경우에도 도 5의 경우와 동일하게 차륜(W)의 캠버각과 트레드에는 아무런 변화가 없게 됨은 물론이다.

또한, 주행중 좌/우측 차륜(W)이 반대 방향으로 각각 범프 및 리바운드할 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 크로스 바아(20)는 너클(10)의 슬라이더(18)에 의해 고정되고, 상기 범프측 어퍼 아암(12)에는 차체(B)의 내측을 향해 미는 힘("가")이 걸리게 되고, 상기 리바운드측 어퍼 아암(12)에는 차체(B)의 외측을 향해 당기는 힘("나")이 걸리게 되며, 좌/우측 어퍼 아암(12)의 차체측 마운팅 부위(M)와 결합된 상기 연결 링크부재(14)는 범프쪽에서 리바운드쪽을 향해 밀리는 힘("다")을 받아 이동하게 된다.

이에 따라, 차륜(W)의 대차 캠버각에는 변화가 발생하게 되는 데, 이는 차체(B)의 롤각과 상쇄되므로, 대지 캠버각은 "0"에 가까운 상태로 전환되어, 차륜(W)의 트레드는 최대가 될 수 있게 된다.

이때, 좌/우측 차륜(W)이 상호 반대로 범프 및 리바운드 운동을 할 때 상기 크로스 바아(20)가 고정되는 이유는 범프되는 차륜(W)이 크로스 바아(20)를 돌리려 는 회전 방향과 리바운드되는 차륜(W)이 크로스 바아(20)를 돌리려는 회전 방향이 각각 반대 방향이기 때문에 가능한 것이다.

이 결과, 상기 차륜(W)의 캠버각과 트레드에는 아무런 변화가 없게 되어 선회시 주행의 안정성이 확보될 수 있게 된다.

아울러, 본 실시예에서는 로어 아암(16)이 차체에 직접 고정지지되고, 어퍼 아암(12)의 차체측 마운팅 부위(M)가 연결 링크부재(14)를 매개로 차체에 횡방향으로 이동 가능하게 설치된 구성과 그에 따른 작용에 대해 설명하였으나, 본 실시예에서와 달리, 어퍼 아암(12)이 차체에 직접 고정지지되고, 로어 아암(16)의 차체측 마운팅 부위(M)가 연결 링크부재(14)를 매개로 차체에 횡방향으로 이동 가능하게 설치되어도, 본 발명의 구성에 따른 작용과 동일하게 차륜(W)의 캠버각과 트레드의 변화를 직진 및 선회시 거의 발생되지 않게 할 수 있음은 물론이다. 이 경우, 너클(10)의 슬라이더(18)에 대한 크로스 바아(20)의 조립 상태는 동일함은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치에 의하면, 주행중 직진 및 선회시 좌/우측 차륜(W)의 캠버각과 트레드의 변화를 거의 발생되지 않도록 함으로써, 직진 및 선회 주행시 각각 주행의 안정성을 보다 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 차륜을 장착하는 너클과;

   상기 너클의 상측부와 차체 사이를 연결하는 어퍼 아암;

   상기 어퍼 아암의 차체측 마운팅 부위를 양측 선단에 결합하고, 상기 차체에 횡방향으로 이동 가능하게 설치되는 연결 링크부재;

   상기 너클의 하측부와 상기 차체 사이를 연결하는 로어 아암;

   상기 어퍼 아암과 상기 로어 아암 사이에서 상기 너클로부터 상기 차체를 향해 횡방향으로 일체로 돌출된 슬라이더;

   상기 슬라이더에 양측 선단부위가 이동 가능하게 결합되어, 상기 좌/우측 차륜이 반대로 범프 및 리바운드 될 때에는 상기 슬라이더의 상하 변위를 구속하고, 상기 좌/우측 차륜이 동시에 범프 및 리바운드 될 때에는 상기 슬라이더의 상하 변위를 허용하는 크로스 바아 및;

   상기 크로스 바아의 중간 부위를 상기 차체에 회전 가능하게 지지하는 회전 조인트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 어퍼 아암의 차체측 마운팅 부위와 상기 연결 링크부재는 동축상에 위치하는 것을 특징으로 하는 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 슬라이더는 상기 너클로부터 상기 차체를 향해 돌출된 한 쌍의 가이드 플레이트로 이루어지고, 상기 한 쌍의 가이드 플레이트 사이에는 상기 크로스 바아의 양측 선단부위를 끼워 고정함과 더불어 이를 이동 가능하게 결합하는 가이드 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 크로스 바아는 상기 슬라이더에 이동 가능하게 결합되는 양측 선단의 연결부와, 상기 연결부로부터 직각 방향으로 절곡되어 상기 연결부 사이를 일체로 연결하는 지지부를 갖춘 것을 특징으로 하는 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 크로스 바아의 양측 선단에는 상기 가이드 슬롯에 삽입되어 이탈을 억제하기 위한 걸림부가 일체로 구비된 것을 특징으로 하는 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 회전 조인트는 상기 차체에 일단부가 고정되고, 타단부에 상기 크로스 바아의 중간측 상기 지지부를 내부에 관통하는 개구부를 형성한 것을 특징으로 하는 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 개구부에는 상기 지지부의 외주면과의 축방향 및 원주방향으로의 마찰을 각각 줄이기 위한 메탈부시가 설치된 것을 특징으로 하는 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 회전 조인트는 상기 차체의 전/후단부에서 각각 전/후방을 향해 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치.
9. 차륜을 장착하는 너클과;

   상기 너클의 하측부와 차체 사이를 연결하는 로어 아암;

   상기 로어 아암의 차체측 마운팅 부위를 양측 선단에 결합하고, 상기 차체에 횡방향으로 이동 가능하게 설치되는 연결 링크부재;

   상기 너클의 상측부와 상기 차체 사이를 연결하는 어퍼 아암;

   상기 어퍼 아암과 상기 로어 아암 사이에서 상기 너클로부터 상기 차체를 향해 횡방향으로 일체로 돌출된 슬라이더;

   상기 슬라이더에 양측 선단부위가 이동 가능하게 결합되어, 상기 좌/우측 차 륜이 반대로 범프 및 리바운드 될 때에는 상기 슬라이더의 상하 변위를 구속하고, 상기 좌/우측 차륜이 동시에 범프 및 리바운드 될 때에는 상기 슬라이더의 상하 변위를 허용하는 크로스 바아 및;

   상기 크로스 바아의 중간 부위를 상기 차체에 회전 가능하게 지지하는 회전 조인트를 포함하고;

   상기 슬라이더는 상기 너클로부터 상기 차체를 향해 돌출된 한 쌍의 가이드 플레이트로 이루어지고, 상기 한 쌍의 가이드 플레이트 사이에는 상기 크로스 바아의 양측 선단부위를 끼워 고정함과 더불어 이를 이동 가능하게 결합하는 가이드 슬롯이 형성되며;

   상기 크로스 바아는 상기 슬라이더에 이동 가능하게 결합되는 양측 선단의 연결부와, 상기 연결부로부터 직각 방향으로 절곡되어 상기 연결부 사이를 일체로 연결하는 지지부를 갖추고;

   상기 크로스 바아의 양측 선단에는 상기 가이드 슬롯에 삽입되어 이탈을 억제하기 위한 걸림부가 일체로 구비된 것을 특징으로 하는 직진 및 선회 주행의 안정성을 갖는 현가장치.

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