KR101219936B1 - 비선형 스프링 특성을 갖는 후륜 독립 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비선형 스프링 특성을 닺는 후륜 독립 현가장치에 관한 것으로, 휠이 상승하여 범프될 경우에는 스프링이 로우 아암에 장착되는 부위를 차량의 외측으로 이동시키는 반면에 휠이 하강하여 리바운드될 경우에는 차량의 내측으로 이동시켜 스프링의 레버비가 가변되게 해서 일정한 고유진동수를 유지함으로써, 차량의 승차감을 향상시킬 수 있고, 별도의 비선형 스프링을 사용할 필요가 없으므로 차량의 중량 및 원가의 절감을 도모할 수 있으며, 차량의 범프시에 차량 강성의 증가로 차체의 롤링을 억제해서 주행 안정성을 향상시키도록 하기 위해, 일단이 차체에 장착되어 체결되는 반면에 타단은 로우 아암에 안착되어 지지되는 스프링의 상기 로우 아암에 대한 장착 부위가 휠의 범프 혹은 리바운드 상태에 따라 이동수단을 매개로 이동되는 구조로 되어 있다.

Description

비선형 스프링 특성을 갖는 후륜 독립 현가장치{Rear independent suspension with non linear spring property}

도 1은 종래 기술에 따른 후륜 독립 현가장치의 개략도,

도 2는 종래 기술에 따른 후륜 독립 현가장치에서 로우 아암에 스프링이 장착된 상태의 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 비선형 스프링 특성을 갖는 후륜 독립 현가장치의 개념도,

도 4는 본 발명에 따른 비선형 스프링 특성을 갖는 후륜 독립 현가장치의 상세 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-휠 11-차체

12-로우 아암 13-스프링

14-장착부위 15-작동아암

본 발명은 후륜 독립 현가장치에 관한 것으로, 특히 휠이 범프될 때에는 스프링의 레버비를 높이는 반면에 리바운드될 때에는 스프링의 레버비를 낮추어서 일 정한 고유진동을 유지하여 승차감을 향상시키도록 한 비선형 스프링 특성을 갖는 후륜 독립 현가장치에 관한 것이다.

종래 차량의 후륜 독립 현가장치에서는 도 1에 개략적으로 도시한 바와 같이, 휠(1)에 로우 아암(2)의 일단이 연결되고, 상기 로우 아암의 타단은 차체에 부시를 매개로 체결되어 연결되며, 상기 로우 아암의 길이 방향을 따른 소정 부위에 스프링(3)의 일단이 안착되어 지지되는 반면에 상기 스프링의 타단은 차체(4)에 장착되어 지지하도록 되어 있다.

상기 스프링(3)은 차체의 상하 방향을 지지하면서 차량의 강성을 결정할 뿐만 아니라 노면으로부터의 충격을 흡수해서 완화시키게 된다. 상기 스프링은 통상적으로 일정한 스프링 상수를 갖는 코일 스프링을 사용하고 있고, 상기 스프링 상수에 따라 차체의 강성(ride)이 결정되게 된다.

또한 상기 스프링이 로우 아암에 안착되는 부위에 따라서 차량의 강성이 가변되는 데, 동일한 스프링 상수를 가지더라도 상기 스프링이 휠에 가깝게 위치할수록(레버비(a/b)가 클수록)차량의 강성이 증대하게 된다.

차량의 강성은 차량의 진동과 깊은 연관이 있는 바, 차량의 강성이 크면 승차감과 밀접한 관계가 있는 차량의 고유진동수가 증대하게 된다. 보통의 사람이 가장 편안하게 느끼는 차량의 고유진동수는 1.2Hz 부근이고, 현가장치의 설계자는 상기 고유진동수를 맞추기 위해 상기 스프링의 강성 및 레버비를 조절하게 된다.

상기 고유진동수는 스프링 위의 질량에 반비례하는 반면에 차량의 강성에는 비례하게 되고, 차량의 강성은 상기 스프링의 강성 및 레버비에 비례하게 되는 데, 종래의 후륜 현가장치에서는 스프링 상수 및 레버비가 일정하고, 스프링 위의 질량은 휠이 위로 상승할수록 증가하게 된다.

따라서 고유진동수는 휠의 상하 이동에 따라 가변하고, 휠이 위로 상승할수록 질량이 커져 고유진동수를 작게 함에 따라 승차감을 악화시키게 된다. 이를 해결하기 위해 휠이 범프될 때에 스프링 강성을 높여야 하는 데, 이러한 목적으로 도 2에 도시한 바와 같이 범프 스톱퍼(5)를 차체에 장착하거나 비선형 스프링을 사용하기도 하지만, 범퍼 스톱퍼를 사용할 경우에는 충격 및 소음이 발생할 뿐만 아니라 탑승자에게 단절된 느낌을 주는 문제점이 있었고, 비선형 스프링을 사용할 경우와 범퍼 스톱퍼를 사용할 경우에는 차량의 중량 및 원가의 상승을 야기시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 휠이 상승하여 범프될 경우에는 스프링이 로우 아암에 장착되는 부위를 차량의 외측으로 이동시키는 반면에 휠이 하강하여 리바운드될 경우에는 차량의 내측으로 이동시켜 스프링의 레버비가 가변되게 해서 일정한 고유진동수를 유지함으로써, 차량의 승차감을 향상시킬 수 있고, 별도의 비선형 스프링을 사용할 필요가 없으므로 차량의 중량 및 원가의 절감을 도모할 수 있으며, 차량의 범프시에 차량 강성의 증가로 차체의 롤링을 억제해서 주행 안정성을 향상시키도록 한 비선형 스프링 특성을 갖는 후륜 독립 현가장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일단이 차체에 장착되어 체결 되는 반면에 타단은 로우 아암에 안착되어 지지되는 스프링의 상기 로우 아암에 대한 장착 부위가 휠의 범프 혹은 리바운드 상태에 따라 이동수단을 매개로 이동되는 구조로 되어 있다.

바람직하기로는 상기 이동수단이 상기 스프링을 상기 로우 아암에 안착시키면서 로우 아암을 따라 이동되게 하는 롤러를 구비한 로우 시트와, 이 로우 시트를 차체의 내측으로 당겨주거나 외측으로 밀어주는 작동아암, 상기 휠의 범프 혹은 리바운드 될 때에 회전해서 상기 작동아암을 밀어주거나 당겨주는 상기 로우 아암의 차체측 내측 부시를 구비한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 부시의 외주면에는 기어가 형성되고, 상기 작동아암의 선단부 상면에는 상기 기어와 치합하는 기어가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 작동아암에는 그 길이 방향을 따라서 슬롯이 형성되고, 상기 로우 아암에는 상기 슬롯에 끼워지는 힌지핀이 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 로우 아암에는 그 길이 방향을 따라서 가이드 슬롯이 형성되어 상기 가이드 슬롯에 상기 롤러가 삽입되어 안내이동되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 3에는 본 발명에 따른 비선형 스프링 특성을 갖는 후륜 독립 현가장치의 개념도가 도시되어 있는 바, 즉 일단이 휠(10)에 연결되는 반면에 타단은 차체(11)에 부시로 장착되는 로우 아암(12)에 스프링 상수가 일정한 코일 스프링(13)의 일단이 안착되어 지지되고, 상기 스프링(13)의 타단은 차체에 장착되어 차체를 지지 하게 된다.

상기 스프링(13)의 상기 로우 아암에 장착되는 장착부위(14)가 별도의 이동수단을 매개로 휠의 범프 및 리바운드에 따라서 가변되게 되어 스프링 레버비를 변화시키게 된다.

상기 이동수단에 의해 휠이 범프될 경우에는 상기 장착부위(14)가 차량의 외측으로 이동해서 스프링 레버비를 상승시켜 차량의 강성 증대를 도모하여 고유진동수가 휠의 상방향 이동에 따라 저하되는 것을 방지하여 일정한 고유진동을 유지시켜 승차감을 향상시키게 됨으로써, 별도의 비선형 스프링이나 범프 스톱퍼를 사용할 필요가 없게 되어, 차량의 중량 및 원가의 절감을 도모하게 되는 것이다.

도 4에는 상기 이동수단의 구성이 자세히 도시되어 있는 바, 상기 로우 아암(12)의 양단은 각각 부시(12a,12b)를 매개로 차량의 휠과 차체에 체결되어 지지되고, 상기 로우 아암(12)에 상기 스프링(13)의 일단이 로우 아암의 길이 방향을 따라서 이동가능하게 설치된다.

상기 로우 아암에는 힌지핀(12c)이 돌출되게 형성되고, 이 힌지핀(12c)은 작동아암(15)의 슬롯(15c)이 삽입되어, 작동아암이 상기 로우 아암과 힌지핀을 매개로 연결된 상태로 슬롯을 매개로 이동되게 된다.

상기 작동아암(15)의 일단 상면에는 기어가 형성됨과 더불어 이 기어와 치합하는 기어가 상기 로우 아암의 내측 부시(12a)의 외주면에 형성된 기어와 치합하게 되어, 상기 부시가 시계방향 혹은 반시계방향으로 회전함에 따라 상기 작동아암이 상기 부시에 의해 차량의 내측 혹은 외측으로 이동하게 된다.

상기 작동아암의 타단에는 상기 스프링(13)의 로우 시트(13a)가 부착되어 있고, 상기 로우 시트(13a)에는 2개의 롤러(13b)가 각각 회전가능하게 장착되어 있으며, 상기 각 롤러는 상기 로우 아암에 형성된 가이드 슬롯(12d)에 이동가능하게 삽입되어 있어서, 상기 작동아암이 차체의 내외측으로 이동할 때에 상기 로우 시트도 작동아암과 함께 차체의 내외측으로 이동하게 되어, 결국에는 스프링이 로우 아암에 장착되는 장착부위(14)가 차체의 내외측으로 가변되게 된다.

즉, 휠이 범프될 경우에 상기 내측 부시는 반시계방향으로 회전하게 되고, 상기 내측 부시의 회전운동으로 상기 작동아암이 차량의 외측으로 밀려지게 되며, 상기 작동아암의 외측으로 밀려지면 상기 로우 시트도 차량의 외측인 휠 쪽으로 밀려져서 스프링의 레버비가 상승하게 되어, 이에 따라 차량의 강성은 증대해서 스프링 위의 질량 증가에 따른 고유진동수의 저하를 방지하게 됨으로써, 승차감을 향상시키게 되는 것이다.

한편, 휠이 리바운드될 경우에는 상기 내측 부시(시계방향으로 회전하면서 상기 작동아암은 차량의 내측으로 이동하여 로우 시트를 내측으로 이동시킴으로써 스프링 레버비가 저하하여 고유진동수의 상승을 방지해서 항상 일정한 고유진동수를 유지되게 함으로써, 차량의 승차감을 향상시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 비선형 스프링 특성을 후륜 독립 현가장치에 의하면, 휠이 범프되거나 리바운드되면서 고유진동수가 가변될 때에 스프링의 로우 아암 장착부위가 로우 아암을 따라서 차체의 내측 혹은 외측으로 이동하 여 스프링 레버비를 상승 혹은 하강시켜 상기 고유진동수를 일정하게 유지하여 줌으로써 차량의 승차감을 향상시킬 수 있고, 승차감의 개선을 위해 범프 스톱퍼나 비선형 스프링을 사용할 필요가 없으므로 차량의 중량과 원가의 절감을 도모할 수 있으며, 과도한 범프나 리바운드로 인한 차체의 롤링을 억제하여 차량의 주행 안정성을 향상시키면서 변곡없는 부드러운 승차감을 제공할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 일단이 차체에 장착되어 체결되는 반면에 타단은 로우 아암에 안착되어 지지되는 스프링의 상기 로우 아암에 대한 장착 부위가 휠의 범프 혹은 리바운드 상태에 따라 이동수단을 매개로 이동되며,

   상기 이동수단은 상기 스프링을 상기 로우 아암에 안착시키면서 로우 아암을 따라 이동되게 하는 롤러를 구비한 로우 시트와, 이 로우 시트를 차체의 내측으로 당겨주거나 외측으로 밀어주는 작동아암, 상기 휠의 범프 혹은 리바운드 될 때에 회전해서 상기 작동아암을 밀어주거나 당겨주는 상기 로우 아암의 차체측 내측 부시를 구비한 것을 특징으로 하는 비선형 스프링 특성을 갖는 후륜 독립 현가장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 부시의 외주면에는 기어가 형성되고, 상기 작동아암의 선단부 상면에는 상기 기어와 치합하는 기어가 형성된 것을 특징으로 하는 비선형 스프링 특성을 갖는 후륜 독립 현가장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 작동아암에는 그 길이 방향을 따라서 슬롯이 형성되고, 상기 로우 아암에는 상기 슬롯에 끼워지는 힌지핀이 형성된 것을 특징으로 하 는 비선형 스프링 특성을 갖는 후륜 독립 현가장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 로우 아암에는 그 길이 방향을 따라서 가이드 슬롯이 형성되어 상기 가이드 슬롯에 상기 롤러가 삽입되어 안내이동되는 것을 특징으로 하는 비선형 스프링 특성을 갖는 후륜 독립 현가장치.

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